[發(fā)明專利]一種用于腫瘤細(xì)胞遷移研究的微流控芯片及其制備方法

有效

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• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號(hào): CN112358968B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟憲生;包永睿;王帥;李天嬌;李慧
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧中醫(yī)藥大學(xué)
• 主分類號(hào): C12M3/00
• 分類號(hào): C12M3/00;C12M1/36;C12M1/00
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標(biāo)代理有限公司 21107
• 代理人: 邵明新

本發(fā)明屬于細(xì)胞生物學(xué)及微流控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于腫瘤細(xì)胞遷移研究的微流控芯片及其制備方法。其用于抗腫瘤細(xì)胞遷移的藥物篩選。包括從上至下依次設(shè)置的PDMS微閥控制通道層（a）、PDMS流體通道層（b）及玻璃基底層（c）；所述流體通道層與微閥控制通道層通過PDMS熱鍵合構(gòu)成流體通道單元，所述流體通道單元與玻璃基底層通過等離子鍵合成一體；其中，流體通道單元包括四個(gè)相同的結(jié)構(gòu)模塊一、二、三、四，可以同時(shí)在線篩選多種抗腫瘤細(xì)胞遷移候選藥物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于細(xì)胞生物學(xué)及微流控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于腫瘤細(xì)胞遷移研究的微流控芯片及其制備方法。

背景技術(shù)

癌細(xì)胞由原發(fā)瘤部位脫離，浸潤并降解周圍組織及器官進(jìn)而進(jìn)入淋巴管、血管或體腔，部分癌細(xì)胞被淋巴流或血流帶到機(jī)體各處，繼而生成新生血管并繁殖生長，形成與原發(fā)瘤同樣類型的繼發(fā)瘤，該過程稱為轉(zhuǎn)移。癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移是癌癥預(yù)后較差及易復(fù)發(fā)的主要原因之一，癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移包括一系列復(fù)雜的生物學(xué)變化，涉及癌細(xì)胞上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)、癌細(xì)胞的黏附和遷移等。細(xì)胞遷移運(yùn)動(dòng)是腫瘤細(xì)胞發(fā)生轉(zhuǎn)移的首要條件，腫瘤從原位癌轉(zhuǎn)變?yōu)榍忠u性轉(zhuǎn)移癌的過程中，需要癌細(xì)胞具有間質(zhì)細(xì)胞的趨化性移行和遷移能力，才能降解并穿透基底膜等組織屏障，侵襲轉(zhuǎn)移到周圍正常的組織器官，其中影響腫瘤細(xì)胞遷移能力的關(guān)鍵因子有E-cadherin、N-cadherin等。

目前最常用的體外腫瘤細(xì)胞遷移的方法為基于6/12/24孔板的“劃痕-愈合”法，其雖然操作簡單，但涉及多次“劃痕”操作，這種操作一般需要借助槍頭、牙簽以及直尺等工具進(jìn)行，需要操作者每次劃痕時(shí)槍頭的垂直角度、劃痕起始點(diǎn)、終止點(diǎn)嚴(yán)格一致，否則難以保證各孔的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具有較好的齊同可比性，此外，每孔面積較大，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)如何選取視野暫時(shí)沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)因個(gè)人習(xí)慣帶來較大的區(qū)別，因此其實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)際意義相對較低。

除了常見的劃痕實(shí)驗(yàn)，近年來基于微流控芯片的細(xì)胞遷移模型研究也有報(bào)道，如一些學(xué)者通過在芯片內(nèi)額外加入合適于通道大小的阻隔物，并在細(xì)胞貼壁生長后再取出，而得到“劃痕”，但是在這種對培養(yǎng)有細(xì)胞的芯片中反復(fù)多次嵌入，取出外界物質(zhì)的過程中，使細(xì)胞處于暴露環(huán)境的時(shí)間較長，與外界接觸過多可能會(huì)有染菌的危險(xiǎn)，而嵌入取出外界物質(zhì)時(shí)，其對附近流體以及細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生一定的力學(xué)作用，這種作用所帶來的影響是復(fù)雜且未知的；還有學(xué)者采用外加鉑電極從而避免對細(xì)胞的物理損傷，靠直流電趨化細(xì)胞遷移行為的，這種芯片中細(xì)胞的遷移趨向比較好控制，數(shù)據(jù)分析也相對簡單，但是其制作流程相對復(fù)雜，需要實(shí)驗(yàn)人員有較好的多學(xué)科交叉知識(shí)儲(chǔ)備以及更多復(fù)雜的儀器設(shè)備。因此，基于以上幾點(diǎn)，限制了上述細(xì)胞遷移芯片的實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種用于腫瘤細(xì)胞遷移研究的微流控芯片及其制備方法，其用于抗腫瘤細(xì)胞遷移的藥物篩選。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，包括從上至下依次設(shè)置的PDMS微閥控制通道層（a）、PDMS流體通道層（b）及玻璃基底層（c）；所述流體通道層與微閥控制通道層通過PDMS熱鍵合構(gòu)成流體通道單元，所述流體通道單元與玻璃基底層通過等離子鍵合成一體；其中，流體通道單元包括四個(gè)相同的結(jié)構(gòu)模塊一、二、三、四，可以同時(shí)在線篩選多種抗腫瘤細(xì)胞遷移候選藥物。

微閥控制通道層包括兩組微閥：第一微閥組及第二微閥組；所述兩組微閥結(jié)構(gòu)均包括由微閥控制通道層的 PDMS 與流體通道層的 PDMS 薄膜構(gòu)成密閉的空腔，并分別與壓力施加裝置相連；第一微閥組用于形成劃痕，第二微閥組用于操控各結(jié)構(gòu)模塊單元間的阻斷與連通；第一微閥組和第二微閥組可獨(dú)立控制或通過管路連接（經(jīng)微閥閉合性考察，無漏液現(xiàn)象，微閥閉合性良好，可較好地實(shí)現(xiàn)對細(xì)胞的隔離作用。）。

進(jìn)一步地，所述第一微閥組及第二微閥組均為液動(dòng)控制微閥。