[發(fā)明專利]一種細胞聯(lián)合培養(yǎng)芯片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410606251.4
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104388310A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 牛海濤;劉鵬飛;馬波
• 申請（專利權(quán)）人: 青島大學(xué)附屬醫(yī)院
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00
• 代理公司: 青島聯(lián)智專利商標事務(wù)所有限公司 37101
• 代理人: 崔濱生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適于多種細胞聯(lián)合培養(yǎng)的芯片，屬生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域。

背景技術(shù)

細胞生物學(xué)研究正從對單種細胞的觀察和研究，發(fā)展到對兩種甚至多種細胞相互作用的觀察和研究。對于復(fù)雜的生物學(xué)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(huán)境，從而更全面深入的探索細胞之間的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)以及介導(dǎo)它們之間相互作用的信號通路等。細胞聯(lián)合培養(yǎng)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(guī)的細胞混合培養(yǎng)，雖可解決離體狀態(tài)下多細胞間相互作用問題，同時起到了一定的模擬體內(nèi)環(huán)境的作用，但當前，基于細胞培養(yǎng)的微流控芯片多限于兩種細胞聯(lián)合培養(yǎng)，或一種目標細胞與其他多種細胞混合培養(yǎng)，此狀態(tài)下，離體細胞表型與離體前差異大，限制了對微環(huán)境中各細胞組分進行觀察，針對此狀態(tài)下的細胞進行化療藥物的敏感性檢測，也限制了對結(jié)果判定的準確性。另外，當前用于藥篩的微流控芯片的培養(yǎng)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(yǎng)室的接觸面積；細胞營養(yǎng)液灌流中多采用微量泵來維持，限制了在臨床上的大規(guī)模應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出了一種多種細胞聯(lián)合培養(yǎng)，且異種細胞不接觸聯(lián)合培養(yǎng)芯片，使得細胞的生長環(huán)境更接近于體內(nèi)的生長環(huán)境，且操作方便，便于臨床應(yīng)用。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種細胞聯(lián)合培養(yǎng)芯片，包括殼體、載體、微結(jié)構(gòu)和灌流系統(tǒng)；所述殼體與載體封接而成，所述微結(jié)構(gòu)位于殼體內(nèi)表面，所述微結(jié)構(gòu)包括營養(yǎng)液灌流單元、多個細胞培養(yǎng)單元、生物膠灌注單元，所述灌流系統(tǒng)包括進液柱、營養(yǎng)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(nèi)部直線形生物膠灌注單元；所述相鄰的細胞培養(yǎng)單元結(jié)構(gòu)位于直線形生物膠灌注單元的兩側(cè)；所述營養(yǎng)液灌流單元位于微結(jié)構(gòu)外圈，所述U型生物膠灌注單元位于營養(yǎng)液灌流單元與細胞培養(yǎng)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(shè)有中心池，所述膠體流道兩側(cè)及中心池周邊上分別設(shè)有微橋，所述營養(yǎng)液灌流單元與細胞培養(yǎng)單元之間、以及細胞培養(yǎng)單元之間通過微橋連通；所述細胞培養(yǎng)單元包括細胞培養(yǎng)池，所述細胞培養(yǎng)池內(nèi)設(shè)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(yǎng)單元、U型生物膠灌注單元、直線形生物膠灌注單元的數(shù)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(shè)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(nèi)灌注基質(zhì)膠；所述基質(zhì)膠為溫度敏感型生物膠。

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

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：

本發(fā)明的細胞聯(lián)合培養(yǎng)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(lián)合培養(yǎng)，多種細胞產(chǎn)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(nèi)基質(zhì)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(nèi)的生長微環(huán)境；應(yīng)用此芯片可以對各種細胞的表型進行實時觀測，免去了應(yīng)用大型設(shè)備進行異種細胞分離，節(jié)省人力物力。

本發(fā)明所述的微流控芯片，采用異種細胞不接觸聯(lián)合培養(yǎng)，替代細胞混合培養(yǎng)中多種細胞分離鑒定步驟。灌流系統(tǒng)簡單，采用半圓形及U型設(shè)計，增加了灌流通道與細胞培養(yǎng)室的接觸面積，灌流不需要微量泵，操作簡單；內(nèi)部直線形生物膠灌注單元采用中央池加通孔設(shè)計，生物膠灌注過程穩(wěn)定、易行，益于大規(guī)模臨床應(yīng)用。

結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的具體實施方式后，本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。

附圖說明

圖1本發(fā)明芯片的微結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2本發(fā)明芯片的營養(yǎng)液灌流單元示意圖；

圖3本發(fā)明芯片的生物膠灌注單元和細胞培養(yǎng)單元示意圖；