[發明專利]一種新型溫度響應性微流控細胞層培養芯片及其制備方法

無效

• 申請號: 201210587062.8
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103060193A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 沙俊
• 申請（專利權）人: 蘇州汶顥芯片科技有限公司
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種新型溫度響應性微流控細胞層培養芯片及其制備方法，該微流控芯片表面有微結構和微通道，微通道表面用牛血清蛋白分子進行表面修飾，在溶液進口與出口之間的液差產生的重力驅動下，利用液流之間的層流現象實現細胞在微通道中的植入，最后從溶液入口加入不同溫度的細胞培養溶液，微通道的細胞在不同溫度下產生變化，實現研究溫度變化對細胞培養的影響，為研究細胞生物學奠定基礎，主要應用于細胞生物學、遺傳學和藥物篩選等相關領域。

背景技術

20世紀80年代后期，為了建立更類似于體內環境的培養體系，盡可能使體外環境與體內環境相吻合，從而使細胞間能相互溝通信息，相互支撐生長增殖，人們在細胞培養技術的基礎上發展出了細胞共培養技術。細胞共培養技術是將2種或2種以上的細胞共同培養于同一環境中，由于其具有更好地反映體內環境的優點，所以這種方法被廣泛應用于現代細胞研究中。

目前，細胞共培養技術最多應用于骨細胞和神經細胞。細胞共培養體系主要通過兩種方法建立：①直接共培養體系，即將2種或2種以上的細胞同時或分別接種于同一孔中，不同種類的細胞之間直接接觸；②間接共培養體系，即將2種或2種以上的細胞分別接種于不同的載體上，然后將這兩種載體置于同一培養環境之中，使不同種類的細胞共用同一種培養體系而不直接接觸。

共培養體系主要作用：誘導細胞向另一種細胞分化；誘導細胞自身分化；維持細胞功能和活力；調控細胞增殖；促進早期胚胎發育和提高代謝產物產量。從上世紀30年代開始，細胞培養逐漸成為研究人員實驗過程中不可缺少的重要步驟，其載體工具：培養皿/培養瓶也逐步被大家所認可，成為了一種常規的實驗耗材。雖然到目前為止，很多科學家認為培養皿/培養瓶的這種體外培養條件與體內生長環境有著顯著的不同，但是由于沒有更好的培養載體來改變這個現狀，所以生物學家們也只能退而求次的默認這種情況的存在。

溫度對細胞培養的影響在細胞生物學中非常重要，因此，發展一種便捷、快速、高效、低成本的多細胞培養技術，研究溫度對細胞的影響是細胞生物學等領域的迫切需求。近年來，微流控芯片分析技術已成為分析化學中一個重要的研究方向，是其中最活躍的一支，無論是在科研還是應用領域都獲得了廣泛的重視。然而，采用微流控芯片，在其表面制備微結構和微通道，依靠微通道中多層液體之間的層流效應驅動樣品微流體，同時完成多種細胞的植入以及溫度原位變化影響細胞生長技術，目前在相關應用領域尚未有實質性的突破。

發明內容

本發明的目的是提供了一種新型溫度響應性微流控細胞層培養芯片及其制備方法，該微流控芯片表面有微結構和微通道，微通道表面用牛血清蛋白分子進行表面修飾，在溶液進口與出口之間的液差產生的重力驅動下，利用液流之間的層流現象實現細胞在微通道中的植入，最后從溶液入口加入不同溫度的細胞培養溶液，微通道的細胞在不同溫度下產生變化，實現研究溫度變化對細胞培養的影響，為研究細胞生物學奠定基礎，主要應用于細胞生物學、遺傳學和藥物篩選等相關領域。

為實現上述目的，本發明采用以下的操作步驟：

(1)用計算機輔助設計軟件設計和繪制微流控芯片中各層芯片的微結構和微通道圖形。

(2)通過微加工技術在各層微流控芯片基材表面和粘性薄膜上加工所需的微結構和微通道，包括樣品池、廢液池、微孔和微通道。

(3)將牛血清蛋白溶液加入微通道中，進行物理表面修飾固定。

(4)利用雙層粘性薄膜，將各層離心式微流控芯片對齊、粘合、加壓封合，組成多細胞共培養的微流控芯片。

(5)將細胞溶液從樣品孔加入，控制微流體的層流速度，將細胞植入到微流控芯片中的主微通道中，進行細胞培養。

(6)細胞培養鋪滿主通道后，從溶液入口，同時加入不同溫度的細胞培養溶液，紀錄細胞對溫度的反應。

本發明中，新型溫度響應性微流控細胞層培養芯片的芯片基材可以是PMMA、PC、PVC、COC、銅、鋁、不銹鋼、硅片、玻璃圓片，也可是市售的各類普通CD光盤。

本發明中，新型溫度響應性微流控細胞層培養芯片和粘性薄膜的微結構和微通道可以通過數控銑刻、激光刻蝕、LIGA技術、模塑法、熱壓法、化學腐蝕制備，也可用軟刻蝕技術制備。

本發明中，新型溫度響應性微流控細胞層培養芯片是由兩層芯片組成，各層芯片之間用粘性薄膜貼合，粘性薄膜可以是雙層力致粘性薄膜，也可是普通雙面膠薄膜。

本發明中，新型溫度響應性微流控細胞層培養芯片上的樣品溶液的驅動依靠液差產生的重力。