[發(fā)明專利]一種活體組織的培養(yǎng)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910197987.3
• 申請日: 2019-03-15
• 公開（公告）號: CN109913372A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林金明;毛思鋒;黃秋實(shí)
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/26
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;康志梅

本發(fā)明提供了一種活體組織的微流控芯片在線培養(yǎng)方法與系統(tǒng)，包括將活體組織切片放置于透氣性聚合物基板上，并浸沒在保護(hù)液中；通過對準(zhǔn)裝置觀察，將所述活體取樣器的取樣管移動到所述活體組織切片的待切割部位，切割所述活體組織切片，得到活體組織樣品；將所述活體組織樣品吸入所述取樣管中，然后轉(zhuǎn)移至微流控芯片裝置的培養(yǎng)腔室中；通過進(jìn)液口向所述培養(yǎng)腔室內(nèi)注入組織培養(yǎng)液，對所述活體組織樣品進(jìn)行培養(yǎng)。進(jìn)一步地，通過在組織培養(yǎng)液中加入藥物等刺激因素，使用質(zhì)譜等手段檢測組織的代謝物。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)能在保持活體組織原始活性的前提下，將活體組織植入微流控芯片通道，實(shí)現(xiàn)活體嘴直水平的代謝物分析。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于組織培養(yǎng)及研究技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種活體組織的培養(yǎng)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

微流控技術(shù)已成為細(xì)胞培養(yǎng)的重要工具。該技術(shù)易于結(jié)合多種儀器，如質(zhì)譜、毛細(xì)管電泳、液相色譜等。微流控芯片上的細(xì)胞培養(yǎng)及組織構(gòu)建已成為細(xì)胞研究、生物分析、藥物篩選等的重要工具。微流控芯片技術(shù)已經(jīng)成為藥物分析、環(huán)境檢測、細(xì)胞分子機(jī)制、細(xì)胞信號轉(zhuǎn)到、復(fù)雜樣品分析的重要平臺。

當(dāng)前采用的微流控芯片上的組織構(gòu)建，主要是依賴于生物材料包裹細(xì)胞來構(gòu)建不同細(xì)胞的物理位置。進(jìn)而，實(shí)現(xiàn)組織的三維構(gòu)建和培養(yǎng)?；诤Ｔ逅徕c、聚乙二烯、明膠等生物材料的組織及器官構(gòu)建已取得了重要進(jìn)展。但是我們也注意到，生物體中的活體組織是一個復(fù)雜的環(huán)境，包含幾種乃至幾十種細(xì)胞。除此之外，還包含大量細(xì)胞間質(zhì)。在微流控芯片上構(gòu)建的三維細(xì)胞組織遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到仿真生物體內(nèi)環(huán)境的程度。可預(yù)測地，未來一段時間也很難實(shí)現(xiàn)如此復(fù)雜環(huán)境的構(gòu)建?；诖耍覀冋J(rèn)為直接將活體組織植入到微流控芯片中培養(yǎng)將是一種革新式的技術(shù)，能為生物醫(yī)學(xué)分析帶來重大的影響。因此，構(gòu)建活體組織的微流控培養(yǎng)方法至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種基于微流體技術(shù)的活體組織培養(yǎng)方法及系統(tǒng)。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)能在保持組織活性的情況下，取出待分析的區(qū)域組織。該技術(shù)能夠?qū)⑷〕龅幕铙w組織快速植入到微流控芯片的培養(yǎng)腔室中，實(shí)現(xiàn)連續(xù)培養(yǎng)、藥物代謝、及代謝物在線檢測。

為達(dá)到本發(fā)明的目的，本發(fā)明一方面提供了一種活體組織的培養(yǎng)系統(tǒng)，包括：

操縱平臺，其包括載物臺，所述載物臺上承載有活體組織切片；

位于所述操縱平臺上方的活體組織取樣器，用于切割所述活體組織切片得到活體組織樣品；

位于所述載物臺上的微流控芯片裝置，用于培養(yǎng)所述活體組織樣品。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述操縱平臺包括：

位于所述載物臺上表面的透氣性聚合物基板，用于盛裝保護(hù)液和活體組織切片；

設(shè)置于所述載物臺下方的對準(zhǔn)裝置，用于對所述活體組織切片進(jìn)行觀察和定位。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述透氣性聚合物基板的材質(zhì)包括聚二甲氧基硅氧烷、聚丙烯酸、聚乙烯等，優(yōu)選為聚二甲基硅氧烷；優(yōu)選為培養(yǎng)皿形狀。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述對準(zhǔn)裝置設(shè)置于所述載物臺下方，包括顯微鏡物鏡。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述活體組織取樣器包括：

用于切割活體組織切片的剛性管；

與所述剛性管的上端相連的聚合物芯片通道，用于提供保護(hù)液及控制剛性管內(nèi)壓強(qiáng)；

用于控制剛性管內(nèi)壓強(qiáng)的壓力控制器；

用于固定所述活體組織取樣器的固定支架。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述聚合物芯片通道為Y字型通道，其中一個通道連接載有保護(hù)液的注入裝置，優(yōu)選注射器，用于提供保護(hù)液；另一個通道連接壓力控制器及保護(hù)裝置，用于控制剛性管內(nèi)壓強(qiáng)；再一個通道連接所述剛性管。