[發(fā)明專利]一種用于細(xì)胞遷移和侵襲實驗的多功能微流控芯片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310571126.X
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN103627635A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟憲生;馬立東;王乙同;包永睿;王帥
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧中醫(yī)藥大學(xué)
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標(biāo)代理有限公司 21209
• 代理人: 劉忠達(dá)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于細(xì)胞遷移和侵襲實驗的多功能微流控芯片。

背景技術(shù)

腫瘤的轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵是腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲能力，腫瘤轉(zhuǎn)移嚴(yán)重影響到患者的生存幾率，臨床治療對如何抑制腫瘤細(xì)胞的遷移和轉(zhuǎn)移一直都作為研究的重點?，F(xiàn)在體外有幾種常用的研究細(xì)胞遷移和侵襲的模型，例如劃痕實驗和transwell小室的跨膜檢測等被廣泛的用來研究細(xì)胞遷移和侵襲。細(xì)胞劃痕法是研究細(xì)胞遷移的常規(guī)方法，是當(dāng)細(xì)胞在培養(yǎng)介質(zhì)上匯合形成一單層時，用移液槍頭等在細(xì)胞上劃出一道傷痕，然后觀察細(xì)胞遷移情況。但是這種方法會造成細(xì)胞機(jī)械性的損傷而且精度不夠。Transwell小室的跨膜檢測方法用來研究細(xì)胞侵襲的常規(guī)方法，是將基質(zhì)膠等涂與上層小室，然后將細(xì)胞加入小室中然后計算侵襲的細(xì)胞數(shù)。這種方法在去除細(xì)胞的過程容易造成誤差，且Transwell小室價格普遍較高。

用于研究細(xì)胞遷移和侵襲的微流控芯片取得了一定的進(jìn)展，但也存在很多不足，它們中往往集成有與細(xì)胞尺度相當(dāng)?shù)奈谓Y(jié)構(gòu)，利用微壩材料表面張力形成液膜隔離芯片中剛注入的細(xì)胞懸液或未固化的細(xì)胞外基質(zhì)（ECM），防止?jié)B入到相鄰?fù)ǖ纼?nèi)。但實驗操作過程中溫差的驟然變化，例如芯片從室溫轉(zhuǎn)到37℃培養(yǎng)過程中，細(xì)胞懸液或未固化的細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）與微壩表面張力發(fā)生顯著變化，極易造成細(xì)胞或細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）外泄影響實驗結(jié)果。同時對芯片進(jìn)行移液器或注射器手動進(jìn)樣時容易使芯片通道中產(chǎn)生壓力波動造成細(xì)胞或細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）外泄而實驗失敗，這對操作者的技術(shù)熟練程度提出了很大的挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于細(xì)胞遷移和侵襲實驗的多功能微流控芯片，此芯片可以通過控制微閥的開關(guān)來研究細(xì)胞的遷移和侵襲，本發(fā)明具有操作靈活簡單、運行可靠、制作成本低、實驗成功率高及多功能等優(yōu)點。

采用的技術(shù)方案是：

一種用于細(xì)胞遷移和侵襲實驗的多功能微流控芯片，包括第一PDMS薄膜層、第二PDMS薄膜層和玻璃底層，第一PDMS薄膜層、第二PDMS薄膜層和玻璃底層依次不可逆鍵合成一整體結(jié)構(gòu)，其特征在于：

第一PDMS薄膜層上設(shè)有第一微閥和第二微閥；

第二PDMS薄膜層上開設(shè)有第一細(xì)胞培養(yǎng)通道、第二細(xì)胞培養(yǎng)通道和第三細(xì)胞培養(yǎng)通道；第二細(xì)胞培養(yǎng)通道高于第一細(xì)胞培養(yǎng)通道和第三細(xì)胞培養(yǎng)通道；第一微閥位于第一細(xì)胞培養(yǎng)通道與第二細(xì)胞培養(yǎng)通道連接處上部，第一微閥與第一細(xì)胞培養(yǎng)通道和第二細(xì)胞培養(yǎng)通道由第二PDMS薄膜層相隔，控制第一細(xì)胞培養(yǎng)通道與第二細(xì)胞培養(yǎng)通道之間的連通或關(guān)閉；第二微閥位于第二細(xì)胞培養(yǎng)通道與第三細(xì)胞培養(yǎng)通道連接處上部，第二微閥與第二細(xì)胞培養(yǎng)通道和第三細(xì)胞培養(yǎng)通道由第二PDMS薄膜層相隔，控制第二細(xì)胞培養(yǎng)通道與第三細(xì)胞培養(yǎng)通道之間的連通或關(guān)閉。

第一細(xì)胞培養(yǎng)通道和第三細(xì)胞培養(yǎng)通道的截面為方形，高度相同，高度為80-200μm。

第二細(xì)胞培養(yǎng)通道的截面為方形，高度為200-500μm。

第一微閥由多個第一支柱支撐，多個第一支柱分兩排設(shè)置，兩排間距為100-300μm，每二個第一支柱之間距離為50-300μm，每個支柱的截面為方形。

第二微閥由多個第二支柱支撐，多個第二支柱分兩排設(shè)置，兩排間距為100-300μm，二個第二支柱之間距離為50-300μm，每個第二支柱的截面為方形。

第一支柱和第二支柱與第一細(xì)胞培養(yǎng)通道高度相同。

所述第一微閥和第二微閥可獨立控制或通過管路連接，實現(xiàn)連動控制。閥系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)可以保持很好的關(guān)閉狀態(tài)，無漏液現(xiàn)象，可實現(xiàn)對細(xì)胞無損隔離等操作，而且上述微流控芯片既能用于細(xì)胞的二維培養(yǎng)又能用于細(xì)胞的三維培養(yǎng)。

本發(fā)明具有操作靈活簡單、運行可靠、制作成本低、實驗成功率高及多功能等優(yōu)點。具有較高的生物學(xué)研究和經(jīng)濟(jì)價值，有望為以后開發(fā)抑制腫瘤細(xì)胞侵襲藥物提供一個新的研究平臺。

附圖說明

圖1本發(fā)明微流控芯片整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的分解示意圖。

圖3為第一閥和第二閥關(guān)閉狀態(tài)下肝腫瘤細(xì)胞HepG2在微流控芯片中的遷移實驗圖。

圖4為第一閥和第二閥開啟狀態(tài)下肝腫瘤細(xì)胞HepG2在微流控芯片中的遷移實驗圖。

圖5是肝腫瘤細(xì)胞HepG2在侵襲實驗中的生長狀態(tài)圖。

具體實施方式