[發明專利]一種細胞聯合培養芯片

有效

• 申請號: 201410606251.4
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104388310A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 牛海濤;劉鵬飛;馬波
• 申請（專利權）人: 青島大學附屬醫院
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 崔濱生

技術領域

本發明涉及一種適于多種細胞聯合培養的芯片，屬生物醫學研究領域。

背景技術

細胞生物學研究正從對單種細胞的觀察和研究，發展到對兩種甚至多種細胞相互作用的觀察和研究。對于復雜的生物學體系，多種細胞同時存在的體系才能更好的模擬真實存在的細胞微環境，從而更全面深入的探索細胞之間的復雜網絡以及介導它們之間相互作用的信號通路等。細胞聯合培養是目前研究細胞與細胞之間相互作用比較常用的方法。

目前，常規的細胞混合培養，雖可解決離體狀態下多細胞間相互作用問題，同時起到了一定的模擬體內環境的作用，但當前，基于細胞培養的微流控芯片多限于兩種細胞聯合培養，或一種目標細胞與其他多種細胞混合培養，此狀態下，離體細胞表型與離體前差異大，限制了對微環境中各細胞組分進行觀察，針對此狀態下的細胞進行化療藥物的敏感性檢測，也限制了對結果判定的準確性。另外，當前用于藥篩的微流控芯片的培養室灌流通道多為兩條相對獨立平行的通道，限制了通道與細胞培養室的接觸面積；細胞營養液灌流中多采用微量泵來維持，限制了在臨床上的大規模應用。

發明內容

本發明針對現有技術中的不足，提出了一種多種細胞聯合培養，且異種細胞不接觸聯合培養芯片，使得細胞的生長環境更接近于體內的生長環境，且操作方便，便于臨床應用。

為實現上述發明目的，本發明采用下述技術方案予以實現：

一種細胞聯合培養芯片，包括殼體、載體、微結構和灌流系統；所述殼體與載體封接而成，所述微結構位于殼體內表面，所述微結構包括營養液灌流單元、多個細胞培養單元、生物膠灌注單元，所述灌流系統包括進液柱、營養液灌流單元和負壓吸引裝置依次連接；所述生物膠灌注單元包括多個外部U型生物膠灌注單元和多個內部直線形生物膠灌注單元；所述相鄰的細胞培養單元結構位于直線形生物膠灌注單元的兩側；所述營養液灌流單元位于微結構外圈，所述U型生物膠灌注單元位于營養液灌流單元與細胞培養單元之間；所述生物膠灌注單元包括膠體流道，所述多個直線形生物膠灌注單元的交接部位設有中心池，所述膠體流道兩側及中心池周邊上分別設有微橋，所述營養液灌流單元與細胞培養單元之間、以及細胞培養單元之間通過微橋連通；所述細胞培養單元包括細胞培養池，所述細胞培養池內設有6-8個支撐柱，呈兩排弧形分布。

進一步的，所述殼體的材料為聚二甲基硅氧烷，所述載體的材料為玻璃，所述殼體的厚度為3-5mm。

進一步的，所述細胞培養單元、U型生物膠灌注單元、直線形生物膠灌注單元的數量相同，為3-5個。

進一步的，所述微橋長為80-120μm、寬為30-60μm、間距為150-250μm。

進一步的，所述中心池為圓形，直徑為1-1.5mm。

進一步的，所述中心池的中心部位設有通孔，所述通孔的直徑為0.5-0.9mm。

進一步的，所述進液柱為上口寬下口窄的瓶體，容量為200-300ul，所述瓶體的下口直徑為0.8-1mm，上口直徑為4-6mm，瓶體高度為40-45mm，灌液時進液柱的液面高度為25-35mm。

進一步的，所述負壓吸引裝置為負壓吸引微量注射器。

進一步的，所述生物膠灌注單元內灌注基質膠；所述基質膠為溫度敏感型生物膠。

進一步的，所述細胞培養單元內灌注稀釋膠和細胞的混合物，所述稀釋膠是使用完全培養液將基質膠稀釋4-8倍后得到的。

與現有技術相比，本發明的優點和積極效果是：

本發明的細胞聯合培養芯片，可把離體組織中的多種細胞成份集中在一個微縮芯片上進行聯合培養，多種細胞產生的生物因子可彌散至整個微縮平臺，同時利用生物膠灌注單元內基質膠的選擇透過性，保證了異種細胞間相互不接觸，最大限度的模擬了離體細胞在體內的生長微環境；應用此芯片可以對各種細胞的表型進行實時觀測，免去了應用大型設備進行異種細胞分離，節省人力物力。

本發明所述的微流控芯片，采用異種細胞不接觸聯合培養，替代細胞混合培養中多種細胞分離鑒定步驟。灌流系統簡單，采用半圓形及U型設計，增加了灌流通道與細胞培養室的接觸面積，灌流不需要微量泵，操作簡單；內部直線形生物膠灌注單元采用中央池加通孔設計，生物膠灌注過程穩定、易行，益于大規模臨床應用。

結合附圖閱讀本發明的具體實施方式后，本發明的其他特點和優點將變得更加清楚。

附圖說明

圖1本發明芯片的微結構示意圖；

圖2本發明芯片的營養液灌流單元示意圖；

圖3本發明芯片的生物膠灌注單元和細胞培養單元示意圖；