[實用新型]一種基于通電微線圈的細胞鋪板裝置

有效

• 申請號: 201720054663.0
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN206512224U
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 黃爽;何永清;焦鳳
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及生物醫學工程領域，特別涉及一種基于通電微線圈的細胞鋪板裝置。

背景技術

細胞和組織的體外培養是生命科學研究的重要手段。一些細胞和組織可在懸浮狀態下生長，但相當一部分哺乳動物細胞需要進行表面貼壁。因此，用于提供細胞體外培養環境的培養瓶、培養板和培養皿除了具有良好的透明度和無毒、無菌外，還需使細胞能夠貼壁、分裂和生長。但是，在實際應用當中，由于細胞體積和質量很小，外界稍微的擾動便會對細胞的運動產生顯著的影響。而細胞鋪板不均則會使得細胞生長狀態不佳等問題，導致實驗的失敗。

目前，為了達到讓細胞均勻分布于培養器皿壁上的目的，通常采用的辦法是劃“十”字交叉輕輕混勻；接種細胞液時，用槍頭對準培養板中間加，讓細胞懸液自行流遍整個孔，且需嚴格把握加入的細胞液的體積，移動培養器皿時要注意端平以及輕拿輕放。這些操作對實驗人員的要求較高，具有較多主觀性，需要有豐富的經驗、熟悉的技能，稍有疏忽或操作不慎便會使得實驗失敗。因此，獲取快速簡便且重復性好的方法讓細胞在鋪板時均勻貼于培養器皿壁上有利于促進細胞培養技術的完善與發展，具有十分重要的意義。

磁性液體是由納米磁性顆粒、基載液和表面活性劑三部分組成的膠體懸浮液，是兼有磁性和流動性的功能性流體。由于磁性液體在外加磁場作用下會對其中的非磁性粒子產生一個磁性浮力作用，因這種獨特性質從而在很多科研領域中被用來實現細胞分離、篩選和細胞捕獲等。

發明內容

為了克服現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種使用通電微線圈產生磁場的細胞鋪板裝置，該具有成本低、效率高的優點。

為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案為：一種基于通電微線圈的細胞鋪板裝置，包括硅片基底1、通道2、微線圈3、可編程交流電源4，通道2密封固定在硅片基底1上，由一個矩形通道和一個圓形通道通道構成；硅片基底1上設有微線圈3，微線圈3位于通道2的圓形通道下方；通道2上方設有透明的蓋板，微線圈3的每根導線都與一個可編程交流電源4連接。

優選的，本實用新型所述微線圈3為圓環形。

優選的，本實用新型所述微線圈3的圓環直徑是5-30μm，導線直徑范圍是3-5μm。

優選的，本實用新型所述微線圈3的上面設有隔離層。

優選的，本實用新型所述微線圈3為矩形單元格形式，包括多根相互平行的頂部導線7和多根相互平行的底部導線6，頂部導線7和底部導線6之間設有隔離層5，底部導線6位于硅片基底1上，頂部導線7位于隔離層5上，頂部導線7和底部導線6相互垂直，具有90°相位差的正弦和余弦電流以相同頻率f施加到交叉的兩根導線上來產生磁場梯度。

優選的，本實用新型所述微線圈3的線間距為5-30μm，導線直徑范圍是3-5μm。

優選的，本實用新型所述頂部導線上面設有隔離層。

本實用新型所述微線圈3通過光刻法、電鍍法制造在硅片基底1或者隔離層上。

本實用新型所述的基于通電微線圈的細胞鋪板裝置，工作原理如下：

先打開微線圈3，從T形通道2入口處引入的磁性液體（具有生物兼容性）和細胞懸浮液由于慣性作用會向通道圓環形區域運動，微線圈的每條導線可以承載不同的電流從而有不同的磁場分布，根據通道2中的細胞大小，調節可編程電源4輸出不同頻率的交流電，當頻率較大時微線圈會產生大的磁場梯度推動細胞運動到磁場強度較弱的圓環內時，減小輸出頻率此時磁場梯度隨之減小細胞速度會減慢并停止在圓環微線圈內，此時對應的頻率為細胞的臨界頻率，不同大小的細胞在磁場梯度下運動到圓環線圈內需要不同大小的頻率；調節可編程電源，當輸出頻率高于細胞的臨界頻率，磁場梯度產生的磁性浮力推動細胞在通道內運動，當輸出頻率接近細胞的臨界頻率時，細胞速度減慢并停止在磁場較弱的圓環內；如上所述，通過微線圈產生的磁場梯度可實現細胞的鋪板，有效減少了人工操作過程中給細胞帶來的擾動問題。

本實用新型的有益效果：

（1）本實用新型利用磁性液體性質，在通電情況下會在圓環形微線圈內產生一個磁場梯度推動細胞運動和使細胞定位，實現了通道中細胞的鋪板。

（2）本實用新型使用微線圈結構相比普通的線圈能夠產生更大的磁場梯度來實現細胞的運動和定位有利于實現細胞的均勻鋪板。

（3）本實用新型對用于鋪板的具有生物兼容性的磁流體無特殊要求，且它能長時間保持細胞活性。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；