[發明專利]一種用于細胞共培養的微流控芯片裝置及一種細胞共培養方法

在審

• 申請號: 202111150248.2
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113862151A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 林金明;許檸
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12M1/00;B01L3/00
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;鄧樹山

1.一種用于細胞共培養的微流控芯片裝置，其包括微流控芯片，所述微流控芯片包括細胞培養層和蓋板層；

所述細胞培養層設置有至少兩個細胞培養通道，所述細胞培養通道包括細胞培養腔和分別與所述細胞培養腔相接的試劑注入通道、細胞注入通道和代謝物排出通道；所述細胞注入通道的體積≤所述細胞培養腔體積的20％；

所述蓋板層蓋合于所述細胞培養層之上，與所述細胞培養層共同形成供細胞培養所需的密封環境。

2.根據權利要求1所述的微流控芯片裝置，其特征在于，所述試劑注入通道和所述代謝物排出通道的近細胞培養腔端各設置有兩個攔截壩，用以阻擋細胞流至其他通道，優選所述攔截壩由微米級的小柱構成，所述小柱之間形成空隙，所述空隙大小小于注入細胞的大小；

優選地，所述兩個攔截壩分為第一攔截壩和第二攔截壩，所述第一攔截壩距離所述細胞培養腔4-6mm，所述第二攔截壩距離所述第一攔截壩4-6mm。

3.根據權利要求1或2所述的微流控芯片裝置，其特征在于，所述試劑注入通道、所述細胞注入通道和所述代謝物排出通道為直線通道，優選所述試劑注入通道和所述代謝物排出通道設置于所述細胞培養腔室兩側且在一條直線上，更優選所述細胞培養層的各細胞培養通道的試劑注入通道和代謝物排出通道之間平行設置。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的微流控芯片裝置，其特征在于，所述試劑注入通道和所述代謝物排出通道的深度與所述細胞培養腔的深度相同或所述試劑注入通道和所述代謝物排出通道的深度≤所述細胞培養腔室的深度的1/5；

優選地，所述試劑注入通道的寬度為50-1000μm，深度為50-1000μm；和/或所述代謝物排出通道的寬度為50-1000μm，深度為50-1000μm；和/或所述細胞注入通道的寬度為100-1000μm，深度為100-1000μm；和/或所述細胞培養腔為半圓孔，所述細胞培養腔直徑為500-5000μm，深度為50-1000μm；

更優選地，所述試劑注入通道和所述代謝物排出通道的長度相同。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的微流控芯片裝置，其特征在于，所述試劑注入通道末端設置有試劑注入口，所述細胞注入通道末端設置有細胞注入口，所述代謝物排出通道末端設置有代謝物排出口；

所述蓋板層上設置有與所述試劑注入口、細胞注入口和代謝物排出口一一對應的外接試劑注入口、外接細胞注入口和外接代謝物排出口；

所述細胞培養層和所述蓋板層對齊密封，優選通過緊固夾合密封或鍵合密封。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的微流控芯片裝置，其特征在于，所述細胞培養層和所述蓋板層為透明材料，各自獨立優選為PMMA、ABS、PVC或玻璃。

7.根據權利要求1-6中任一項所述的微流控芯片裝置，其特征在于，所述蓋板層上設置有觀察窗，所述觀察窗對應于所述細胞培養層的細胞培養腔的位置設置；

和/或所述蓋板層還包括用于封堵蓋板層上所述外接試劑注入口的密封堵頭；

優選微流控芯片裝置還包括用于注入試劑的微注射泵單元和用于收集代謝液的代謝液收集裝置，所述微注射泵單元包括微注射泵，所述微注射泵與所述外接試劑注入口相連，所述代謝液收集裝置與所述外接代謝物排出口相連。

8.根據權利要求5-7中任一項所述的微流控芯片裝置，其特征在于，所述微流控芯片的細胞培養層和蓋板層之間還設有透氣封閉層，所述透氣封閉層設置有與所述試劑注入口、細胞注入口和代謝物排出口一一對應的穿孔，優選所述透氣封閉層為PMMA或PDMS材料，更優選所述透氣封閉層的厚度為500-1000μm。

9.根據權利要求8所述的微流控芯片裝置，其特征在于，所述微流控芯片裝置還包括用于注入試劑的微注射泵單元和用于收集代謝液的代謝液收集單元，所述微注射泵單元包括微注射泵，所述微注射泵與所述外接試劑注入口相連，所述代謝液收集單元與所述外接代謝物排出口相連。

10.一種細胞共培養方法，其使用權利要求1-9中任一項所述的微流控芯片裝置進行細胞共培養，其特征在于，使相同或不同的細胞培養液和/或藥物通過不同細胞培養通道的試劑注入通道進入其細胞培養腔，使相同或不同種類的細胞通過不同細胞培養通道的細胞注入通道進入細胞培養腔室進行培養，產生的代謝產物經代謝物排出通道排出。