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一种病毒或假病毒侵染细胞的检测方法及系统

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-10-18 17:04:41

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-10-31 11:42:29
本发明公开了一种病毒或假病毒侵染细胞的检测方法,包括在贴附式膜片钳模式下对贴附膜片施加正弦电压并检测相应膜电流;通过电极内液中病毒或假病毒与贴附膜片上的受体结合诱发病毒或假病毒侵染细胞;以输入正弦电压的相位为标准对相应膜电流信号进行鉴相解调,得到膜电流的虚部和实部并实时校准和定标;根据所述电流实部信号以及所述电流虚部信号,在校准和定标的基础上计算贴附膜片的膜电容;根据膜片电容变化的动力学特征和极性识别病毒或假病毒侵染细胞事件及其方式,根据膜片电容变化的大小估测病毒或假病毒的尺度。本发明能够在急性分离细胞、培养细胞和分离组织活体细胞上,对各类病毒或假病毒以囊膜与细胞膜融合方式、病毒或假病毒颗粒内吞方式侵染宿主细胞实现实时高精度检测。
1.一种病毒或假病毒侵染细胞的检测方法,其特征在于,包括: 建立贴附式膜片钳模式使电极内液中病毒或假病毒可与电极所含膜片上的受体结合诱发病毒或假病毒侵染细胞; 在贴附式膜片钳模式下对细胞局部的贴附膜片施加正弦电压并检测相应膜电流; 以输入正弦电压的相位为标准对相应膜电流信号进行鉴相解调,得到膜电流的虚部信号和实部信号,并实时校准和定标; 根据电流实部信号以及电流虚部信号在校准和定标的基础上检测和计算病毒或假病毒侵染细胞所引起的膜电容变化; 根据膜片电容变化的动力学特征和极性识别病毒或假病毒侵染细胞事件及其方式,根据膜片电容变化的大小估测病毒或假病毒的尺度。 2.根据权利要求1所述的病毒或假病毒侵染细胞的检测方法,其特征在于,还包括:在实现电极内外达到巨阻电学隔离的细胞贴附式膜片钳记录的基础上,配置鉴相解调模块并用其信号发生功能对贴附式膜片施加高频正弦波电压并检测相应膜电流。 3.根据权利要求1所述的病毒或假病毒侵染细胞的检测方法,其特征在于,以输入正弦电压的相位为标准对相应膜电流信号进行鉴相解调,得到膜电流的虚部和实部

病毒的研究及其治疗药物的开发都是从病毒的侵染、逆转录、复制和自包装等各个环节入手。以新冠病毒为例,对于第一道防线——新冠病毒侵染细胞的检测与研究对新冠疫情防治至关重要。病毒直径约为数十到数百纳米,侵染细胞过程在毫秒级时间内完成。目前领域内用于病毒检测及其侵染细胞的观测技术手段包括:电镜观测、基于蛋白表达的高分辨率荧光显微成像、免疫印迹和核酸检测等方法。

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本发明用电学方法实现在生理条件和药理性干预条件下实时监测野生及其各类突变病毒或假病毒侵染细胞的动力学过程,其精度达到观测单个病毒或假病毒侵染细胞事件;该检测技术还可通过扩展测量通道和容量用于高通量大规模快速药物筛选系统,本发明的检测技术还可以用于对病毒或假病毒侵染人造膜系统、培养细胞系统和人体组织活体细胞的直接、高精度观测,在病毒防治中潜力巨大。

相比于电镜成像方法不能实现活体细胞的观测,只能完成某一时间点的细胞或亚细胞形态的静态检测且处理过程冗长繁琐、样本易被污染和损坏等局限,相比于基于蛋白表达的高分辨率荧光显微成像观测样本仅限于培养细胞,且必须对病毒做基因或蛋白改造等局限,相比于免疫印迹和核酸检测等方法无时空信息且信号精度有限,难以精确、实时地监测病毒侵染活体细胞的动力学过程的局限,本发明在没有样品污染和损坏且无须对病毒做基因或蛋白改造的前提下在急性分离细胞、培养细胞和分离组织活体细胞上,特别是分离的人体组织活体细胞上,实现对病毒侵染活体细胞的动力学过程的动态、直接、高精度的实时检测。是迄今离真实的人体病理条件最接近的病毒侵染活体细胞活动的观测方法。

技术合作

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。