[發明專利]確定用于限制樣品的微流體裝置的尺寸

在審

• 申請號: 201680069491.2
• 申請日: 2016-10-21
• 公開（公告）號: CN108884432A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: T·霍內格;B·邁松納夫
• 申請（專利權）人: 國家科學研究中心;格勒諾布爾-阿爾卑斯大學
• 主分類號: C12M3/06
• 分類號: C12M3/06;C12M1/00;C12M1/26;C12M1/42
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;程云

本發明涉及一種確定用于限制樣品的微流體裝置尺寸的方法。待限制的樣品包括懸浮于載體流體介質中的細胞(生物樣品)或微粒。本發明還涉及一種用于確定微流體裝置尺寸的方法，所述微流體裝置用于限制包含在細胞培養流體介質中的外植體。

技術領域

本發明涉及一種確定用于限制樣品的微流體裝置的尺寸的方法。

背景技術

在本發明中，涉及兩種類型的樣品。以這種方式，待限制的樣品可以由以下組成：

-細胞群(例如在細胞培養介質中懸浮的神經元和真核細胞中，樣品是生物樣品)或者在載體流體介質中懸浮的微粒群，

-或者由包含在細胞培養流體介質中的至少一種外植體組成的生物樣品。

就本發明而言，生物樣品是指包含遺傳信息并且能夠自我復制或在生物系統中復制的樣品。

神經工程學的主要困難之一是在濃度、空間定位和每神經元胞體(soma)定位的均勻性方面，控制群中神經元(n>100個細胞/ml)的細胞體(神經元胞體)的定位。這個困難嚴重限制了神經元網絡的體外研究，以及更一般的腦結構/功能的關系的研究。

技術人員了解神經元胞體的細胞培養的幾種定位技術。具體地，最廣泛使用的技術尤其是由使用微流體芯片用于定位、而后進行神經元的培養所組成，但是沒有精確控制細胞的定位和密度，因此限制了對其的關注^[1]-[3]。

而且，技術人員還了解連接兩個神經元群的某些類型的微流體芯片^[4],[5]，而另一些不將神經元群連接在一起，而是將細胞體和軸突分離^[1]-[3]。

第二種培養神經元的技術使用微流體芯片，其使用微米柱在界面處分離神經元^[6]。盡管微米柱的定位允許定位細胞，但神經元是單獨定位的，因此阻止了整個群的平均或高密度培養，這限制了對這種技術的關注。

第三種培養神經元的技術使用硅樹脂珠，在其上沉積神經元。組裝這些球構建神經元網絡。但是，采用這種技術，神經元的數量和密度是有限的，網絡的結構不受控制，細胞體沒有與軸突分離^[6],[8]。

第四種技術由在適合的支架中進行神經元培養組成，其可以通過這些支架的層流之后進行冷凍，在微流體構造中得以分離^[9]。然而，這些技術是有限的，因為由于培養中流體的同質性而難以實現細胞共培養，限制了最終網絡的可接近尺寸。

最后，第五種技術由以下組成：在微室中進行神經元的培養，產生神經球然后將這些神經球組裝成一塊組織塊，以重新培養，之后組裝成其它塊。但是這種技術的缺點是時間長且需要多個水平的培養。而且，它不能控制神經元的密度和分離細胞體和軸突^[10]。

本發明的目的是允許在微流體室中，以受控的表面或體積密度，在整個群的規模上控制神經元、原代或系的細胞體的定位，來消除上述缺點。

發明內容

為此目的，申請人開發了一種確定微流體裝置(或微流體芯片)尺寸的方法，用于優化在載體流體介質中懸浮的細胞如神經元的流動。

在待限制的樣品由在載體流體介質中懸浮的細胞群或微粒群組成的情況下，將使用一種微流體裝置(或微流體芯片)，其包括：

·適合于接收含有樣品的載體流體介質的輸入區，所述輸入區對應于直徑D_入的圓柱形輸入槽，

·限制區(或沉積室)，樣品的至少一部分被限制在其中，所述限制區包括表面S_限制的底部以及長度L_限制和高度H_限制的側壁，所述限制區通過長度L_入、高度H_入和寬度W_入的第一通道與所述輸入區連通，和