[發明專利]一種微流控細胞芯片

無效

• 申請號: 200810067092.X
• 申請日: 2008-05-05
• 公開（公告）號: CN101270333A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 王站會
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: C12M3/02
• 分類號: C12M3/02;C12M3/04;C12M1/36
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所
• 代理人: 王永文

技術領域

本發明涉及生物芯片技術領域，尤其涉及該領域內的微流控細胞芯片。

背景技術

現代微制造技術的發展帶動了現代生物發展的一個分支，就是生物芯片領域。生物芯片主要是指通過微加工技術和微電子技術在固態芯片上集成成千上萬個密集排列的分子陣列，樣品通過所述生物芯片，可以快速準確地獲取樣品中的生物信息，效率是傳統檢測手段的成百上千倍。

微流控細胞芯片是生物芯片的一種，預先將細胞培養在具有微流道的細胞培養單元上，所述微流道上制作有微閥，其可以對納升(10^-9L)或皮升(10^-12L)量級的液體進行流量控制。所述微流道尺寸通常在10～100μm之間，其與典型的哺乳類細胞尺寸(10～20μm)處于同一數量級，并且在微尺度下其傳熱、傳質效率較佳，因此所述微流控細胞芯片具有與生理狀態相似的細胞培養微環境。

隨著技術的發展，目前較多使用的微流控芯片，其上集成有成千上萬個可重復的細胞培養單元，這些細胞培養單元呈陣列式分布，每個細胞培養單元具有一個細胞微流道和一個藥物微流道分別以輸送細胞培養溶液和樣品至細胞培養單元內，進而可以進行多樣品同時分析。

請參閱圖1，為現有技術提供的一種微流控細胞芯片的示意圖。

該微流控細胞芯片具有若干個細胞培養單元110，所述若干個細胞培養單元110成陣列分布，所述若干個每個細胞培養單元110具有一個細胞培養區112，所述細胞培養區112具有一個細胞入口112a、和一個藥物入口112b，所述細胞培養區112還具有一個細胞出口，其與所述細胞入口112a對應，細胞培養液由所述細胞出口流至同一列相鄰細胞培養單元110的細胞微流道114。所述細胞培養區112還具有一個藥物出口，其與所述藥物入口112b對應，藥物溶液由所述藥物出口流至同一行相鄰細胞培養單元110的藥物微流道116。

所述細胞培養單元110還具有一個細胞微流道114和一個藥物微流道116，所述細胞微流道114與所述細胞培養區112的細胞入口112a相連通以輸送所述細胞培養溶液至細胞培養區112內，所述藥物微流道116與所述細胞培養區的112的藥物入口112b相連通以輸送所述藥物溶液至所述細胞培養區112內。

所述細胞微流道114具有一個細胞微閥114a以控制其內細胞培養液的流量，所述藥物微流道116具有一個細胞微閥116a以控制其內藥物溶液的流量。

同一行的相鄰兩個細胞培養單元110，其中一個細胞培養單元110的藥物微流道116與另一個細胞培養單元110的藥物出口112d相連以獲得所述輸送的藥物溶液，很明顯，同一行輸送的藥物溶液相同。

同一列的相鄰兩個細胞培養單元110，其中一個細胞培養單元110的細胞微流道114與另一個細胞培養單元110的細胞出口112c相連通以獲得所述輸送的細胞培養液，很明顯，同一列培養的細胞種類相同，不同列的細胞培養單元110可以選擇不同的細胞種類。

該微流道細胞芯片10的制作方法及工作原理具體請參閱Zhanhui?Wang等人在Lab?Chip上刊登的文章High-density?microgluidic?arrays?for?cellcytotoxicity?analysis，Lab?Chip，2007，Vol.7，740-745。

圖1給出的微流道細胞芯片有四個細胞培養單元110，其按照2×2矩陣陣列排列，在制作時，關閉所有藥物微閥116a，打開所有細胞微閥114a，可以選擇兩種細胞類型的細胞培養液I和細胞培養液II，分別對應兩列的細胞微流道114輸送至每個細胞培養區112內，所述細胞培養區112由若干微篩118組成，部分細胞會被細胞培養單元110中的微篩118捕獲，然后在微篩118上貼壁生長；在使用時，關閉所有細胞微閥114a，打開所有藥物微閥116a，可以選擇兩種藥物類型的藥物溶液I和藥物溶液II，分別對應兩行的藥物微流道116輸送至每個細胞培養區112內，藥物與微篩118上的貼壁細胞反應，從而觀測其反應變化獲得分析結果，四個細胞培養單元110獲得四個分析結果。

所述微流道細胞芯片的陣列結構具有高擴展性。實際制作時按照需要可以設置M×N個細胞培養單元110，M、N都是大于1的整數，其按照M×N矩陣排列，制作時可以在N列細胞培養單元列中分別培養N種細胞，在使用時，可以選擇M種藥物對應M行細胞培養單元行進行細胞分析，那么可以同時得到M×N個細胞分析的結果。