[發明專利]一種實現二維、三維交叉共培養的肝臟微流控芯片及其應用

在審

• 申請號: 201810017566.3
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN108277198A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 羅勇;鄧九;高志剛;趙偉杰;林炳承
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C12N5/071
• 分類號: C12N5/071;C12Q1/02
• 代理公司: 大連星海專利事務所有限公司 21208
• 代理人: 王樹本;徐雪蓮

本發明涉及微流控技術領域，一種實現二維、三維交叉共培養的肝臟微流控芯片及其應用，其中微流控芯片包括上層蓋板、上層基板、上層多孔膜、中間層基板、下層多孔膜、下層基板及下層蓋板，所述上層基板上設置有上層基板培養腔室，下層基板上設置有下層基板培養腔室，所述上層多孔膜、中間層基板及下層多孔膜設置有中間層基板培養腔室，本發明在芯片上可實現多種細胞的二維、三維交叉共培養，進而模擬肝臟等器官的體外培養；芯片上培養室大小可變，可以獲得不同數量的細胞樣本，進而可進行靈活的分子生物學的測試，譬如RT?PCR,Western?blot，此外，該肝臟芯片可以用于藥物的肝毒性的篩選和保肝藥物的活性評價。

技術領域

本發明涉及一種實現二維、三維交叉共培養的肝臟微流控芯片及其應用，屬于微流控技術領域。

背景技術

微流控芯片(Microfluidics)又稱芯片實驗室(Lab-on-a-chip)，是在微米量級空間操控流體的一種科學與技術，可把生物、化學、醫學分析過程的樣品制備、反應、分離、檢測等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上，自動完成分析全過程。是21世紀最為重要的前沿技術之一，被認為是解決創新藥物、化妝品和保健品研發成本過高、周期過長等關鍵問題，革新原有技術體系的關鍵技術，正面臨著重大的發展機遇和挑戰。

器官微流控芯片(Organ on a chip)是微流控芯片的一個亞類，已被業界公認為當今對哺乳動物細胞及其微環境進行精準操控的主流平臺。它是在一塊幾平方厘米薄片內培養一種或多種功能細胞，從而模擬器官的一種仿生技術，器官芯片里的“器官”非常微小，但是具備真實器官的基本生理功能。微流控芯片在體外構建模擬器官具有以下優勢：1.微流控芯片內單元構件的微納米尺度使它能夠同時容納分子，細胞，組織，甚至器官；2.芯片特殊的流體精準操控體系使得它能同時測量物理量，化學量和生物量，兼有體積小、消耗低、高通量等特點；3.芯片內能夠同時培養器官所包含的多種細胞，而且細胞的空間排列可以模仿器官的生理結構；4.它可以重建器官在體內的生理環境，比如流體剪切力、信號分子濃度梯度。可以說器官芯片從“組成”、“結構”和“環境”三方面對器官進行了模擬，仿真程度很高。

人體器官的微結構中細胞的生長方式和狀態是各不相同的，例如，毛細血管壁細胞由單層的內皮細胞組成，細胞外包裹著薄層的基底膜，而腫瘤等細胞生長于三維條件下，細胞與細胞間相互緊密聯系，形成一個三維整體，血液中的營養物質或養分透過二維生長的血管內皮到達三維生長的腫瘤組織。而傳統細胞體外培養模型只能形成僅二維或僅三維的細胞生長形式，無法滿足體外二維、三維交叉共培養的需求。