一種微流控芯片的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種微流控芯片，在其內(nèi)部形成一主流道；所述主流道的末端形成廢液區(qū)，并且在所述微流控芯片的內(nèi)部還形成：數(shù)個(gè)子流道，每一所述子流道的一端設(shè)有一培養(yǎng)液放置區(qū)，另一端與所述主流道流體連接；一擋塊，所述擋塊設(shè)于所述主流道內(nèi)，并設(shè)于所述子流道的下游及所述廢液區(qū)的上游。
【專利說明】
一種微流控芯片
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及細(xì)胞團(tuán)培養(yǎng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種培養(yǎng)3D細(xì)胞團(tuán)及檢測(cè)細(xì)胞團(tuán)接觸反應(yīng)的微流控芯片，以及其在檢測(cè)細(xì)胞團(tuán)接觸反應(yīng)研究中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]在對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)觀察時(shí)，常常使用如24孔板等設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但這種細(xì)胞附著于平面的生長(zhǎng)方式并不能很好地模擬細(xì)胞的真實(shí)生長(zhǎng)環(huán)境。為了幫助生物研究人員更好的建立組織研究模型，就有了對(duì)3D細(xì)胞團(tuán)的研究。
[0003]研究人員提出的研究方法，是使用微流道芯片設(shè)備，使用注射栗推動(dòng)營(yíng)養(yǎng)液帶動(dòng)在其他設(shè)備中培養(yǎng)好的細(xì)胞團(tuán)在微流道中流動(dòng)，并在流道中設(shè)計(jì)一些阻隔模塊，以使細(xì)胞團(tuán)固定在流道某部分設(shè)計(jì)好的區(qū)域。在該區(qū)域內(nèi)，細(xì)胞團(tuán)之間會(huì)相互接觸，從而引發(fā)一系列的生物化學(xué)反應(yīng)。但這種設(shè)計(jì)的缺陷是，在推動(dòng)細(xì)胞的過程中使用的是注射栗注射液體的方式，這種液體流動(dòng)在流道內(nèi)是分布不均勻的，并且流速及壓力都會(huì)隨著細(xì)胞的固定而改變，不能夠有效地模擬一個(gè)穩(wěn)定的細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境，并且當(dāng)流阻提高到一定程度后，其對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)會(huì)起到負(fù)面的作用，甚至有可能沖散細(xì)胞團(tuán)。
[0004]因此，我們需要一種新的培養(yǎng)及接觸裝置，可以對(duì)細(xì)胞團(tuán)接觸反應(yīng)進(jìn)行研究，以填補(bǔ)目前的技術(shù)空白。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型解決了上述問題，并且，本實(shí)用新型的第一個(gè)目標(biāo)是提供針對(duì)上述情況，本實(shí)用新型提供了一種用于培養(yǎng)3D細(xì)胞團(tuán)以及使細(xì)胞接觸的裝置，可用于對(duì)細(xì)胞團(tuán)接觸反應(yīng)進(jìn)行研究，該微流控芯片裝置可實(shí)現(xiàn)3D細(xì)胞團(tuán)懸掛培養(yǎng)，并能使得養(yǎng)成好的細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行接觸，同時(shí)還能對(duì)其進(jìn)行藥品影響測(cè)試。能夠解決細(xì)胞團(tuán)接觸培養(yǎng)研究中，研究裝置與過程復(fù)雜，效率低等缺點(diǎn)。應(yīng)用該微流控芯片進(jìn)行細(xì)胞接觸反應(yīng)研究，其能夠?qū)?fù)雜步驟集成到一個(gè)芯片上，并能避免栗的影響。為細(xì)胞團(tuán)接觸反應(yīng)的研究提供新的技術(shù)手段和研究模式。該微流控芯片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、微型化，制備方法易于操作，制備成本低，僅需PDMS即可制得。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型首先提供一種微流控芯片，在其內(nèi)部形成一主流道，所述主流道的末端形成廢液區(qū)，并且在所述微流控芯片的內(nèi)部還形成:數(shù)個(gè)子流道，每一所述子流道的一端設(shè)有一培養(yǎng)液放置區(qū)，另一端與所述主流道流體連接;一擋塊，所述擋塊設(shè)于所述主流道內(nèi)，并設(shè)于所述子流道的下游及所述廢液區(qū)的上游。
[0007]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述微流控芯片由上蓋片和下蓋片蓋合而成，在所述上蓋片和下蓋片的表面分別形成對(duì)稱的凹槽，以使所述上蓋片和下蓋片相蓋合后，形成所述主流道、子流道、廢液區(qū)和培養(yǎng)液放置區(qū)。也就是說，在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，在所述上蓋片和下蓋片的表面分別形成構(gòu)成所述主流道、子流道。廢液區(qū)和培養(yǎng)液放置區(qū)一部分的凹槽，這樣，在將所述上蓋片和下蓋片相蓋合后，形成完整的主流道、子流道、廢液區(qū)和培養(yǎng)液放置區(qū)。
[0008]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述上蓋片和下蓋片由聚二甲基硅氧烷制成。
[0009]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，在所述培養(yǎng)液放置區(qū)上形成一第一通孔。
[0010]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，在所述廢液區(qū)上形成一第二通孔。
[0011]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述第一通孔和第二通孔的孔徑范圍為1.2?1.4mm;并且，所述第二通孔和第二通孔的孔徑為相同或不同的。優(yōu)選地，所述第二通孔的孔徑為1.4mm0
[0012]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述主流道的直徑范圍為210?250μπι，所述子流道的直徑范圍為200?250μπι。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果:提供了一種新型、簡(jiǎn)便的用于研究細(xì)胞接觸反應(yīng)的微流控芯片，其制作簡(jiǎn)單，成本低廉，僅需要實(shí)驗(yàn)室常規(guī)的聚二甲基硅氧烷(PDMS)即可。利用該微流控芯片進(jìn)行細(xì)胞團(tuán)的接觸反應(yīng)測(cè)試，能夠集成細(xì)胞團(tuán)培養(yǎng)及反應(yīng)步驟，操作簡(jiǎn)便易行，為細(xì)胞接觸提供了一個(gè)靜態(tài)的生存環(huán)境，并能夠研究不同藥物的作用，為細(xì)胞團(tuán)接觸研究提供新的技術(shù)手段和研究模式。
【附圖說明】
[0014]通過以下的詳細(xì)描述和所附附圖，本實(shí)用新型的上述及其他物體、特征和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的，其中:
[0015]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的微流控芯片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1中考察細(xì)胞團(tuán)生長(zhǎng)情況時(shí)用CCD在圖1擋塊處所拍攝的圖片；
[0017]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例2的微流控芯片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例2中考察細(xì)胞團(tuán)生長(zhǎng)情況時(shí)用CCD在圖3擋塊處所拍攝的圖片。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下，將參考附圖，對(duì)本實(shí)用新型的一些示例性實(shí)施例進(jìn)行描述。在以下的描述中，不同附圖中顯示的相同元件將被標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)。此外，在以下本實(shí)用新型的描述中，當(dāng)會(huì)造成本實(shí)用新型的主題不清楚時(shí)，將會(huì)省略對(duì)于本文所含的已知功能和構(gòu)造的詳細(xì)描述。
[0020]實(shí)施例1
[0021 ]在本實(shí)施例中，提供一種微流控芯片，其內(nèi)部包含一主流道和兩個(gè)子流道，用以分析人肝癌細(xì)胞對(duì)人肝細(xì)胞的接觸反應(yīng)的微流控芯片。
[0022]請(qǐng)參見圖1，在本實(shí)施例中提供一種微流控芯片，由PDMS制成的上蓋片和下蓋片蓋合而成，在所述上蓋片和下蓋片的表面分別形成對(duì)稱的凹槽，以使所述上蓋片和下蓋片相蓋合后，形成如圖1中所示的主流道10、子流道12、廢液區(qū)14和培養(yǎng)液放置區(qū)16。如圖1所示的，所述子流道12分設(shè)于所述主流道10的兩側(cè)，以并聯(lián)方式與所述主流道10連通。所述擋塊18設(shè)于所述主流道10內(nèi)，并位于所述廢液區(qū)的上游。
[0023]在所述培養(yǎng)液放置區(qū)16上分別形成第一通孔162，在所述廢液區(qū)14上形成一第二通孔142。所述第一通孔122的孔徑范圍為1.2?1.4mm;所述第二通孔142的孔徑為1.4_。所述主流道的直徑范圍為210?250μπι，所述子流道的直徑范圍為200?250μπι。
[0024]使用時(shí)，在所述培養(yǎng)液放置區(qū)16上的第一通孔162處培養(yǎng)細(xì)胞團(tuán)，加入20yL細(xì)胞含量為4X104個(gè)細(xì)胞每毫升的營(yíng)養(yǎng)液，經(jīng)由24至48小時(shí)靜置于細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)可以得到直徑約200μπι的細(xì)胞團(tuán)。由此可將芯片傾斜，使得細(xì)胞團(tuán)進(jìn)入到子流道12中，再傾斜15°使得兩個(gè)細(xì)胞團(tuán)能沿子流道12依次流入主流道10，并在停留在擋塊18處。
[0025]如圖2所示，兩個(gè)細(xì)胞團(tuán)在擋塊18處接觸并停留，由此可培養(yǎng)觀察兩個(gè)細(xì)胞團(tuán)接觸后的形貌變化，并可通過收集上清液檢測(cè)細(xì)胞接觸后的生物化學(xué)指標(biāo)變化。
[0026]實(shí)施例2
[0027]在本實(shí)施例中，提供一種微流控芯片，其內(nèi)部包含一主流道和三個(gè)子流道，用以將三種細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)后進(jìn)行接觸反應(yīng)，分析例如接觸肝癌細(xì)胞團(tuán)分泌物對(duì)于非接觸正常肝細(xì)胞團(tuán)的影響。
[0028]請(qǐng)參見圖2，在本實(shí)施例中提供一種微流控芯片，由PDMS制成的上蓋片和下蓋片蓋合而成，在所述上蓋片和下蓋片的表面分別形成對(duì)稱的凹槽，以使所述上蓋片和下蓋片相蓋合后，形成如圖3中所示的主流道20、子流道22、廢液區(qū)24和培養(yǎng)液放置區(qū)26。所述擋塊28設(shè)于所述主流道20內(nèi)，并位于所述廢液區(qū)的上游。
[0029]在所述培養(yǎng)液放置區(qū)26上分別形成第一通孔262，在所述廢液區(qū)24上形成一第二通孔242。所述第一通孔262的孔徑范圍為1.2?1.4mm;所述第二通孔242的孔徑為1.4mm。所述主流道的直徑范圍為210?250μπι，所述子流道的直徑范圍為200?250μπι。
[0030]使用時(shí)，如實(shí)施例1所述的，在所述培養(yǎng)液放置區(qū)26的第一通孔262上分別培養(yǎng)細(xì)胞團(tuán)，然后使細(xì)胞團(tuán)分別依次進(jìn)入所述主流道20內(nèi)。如圖4所示，三個(gè)細(xì)胞團(tuán)在擋塊28處接觸并停留，由此可培養(yǎng)觀察三個(gè)細(xì)胞團(tuán)接觸后的形貌變化，并可通過收集上清液檢測(cè)細(xì)胞接觸后的生物化學(xué)指標(biāo)變化。
[0031]本實(shí)用新型提供了一種新型、簡(jiǎn)便的用于研究細(xì)胞接觸反應(yīng)的微流控芯片，其制作簡(jiǎn)單，成本低廉，僅需要實(shí)驗(yàn)室常規(guī)的聚二甲基硅氧烷(PDMS)即可。利用該微流控芯片進(jìn)行細(xì)胞團(tuán)的接觸反應(yīng)測(cè)試，能夠集成細(xì)胞團(tuán)培養(yǎng)及反應(yīng)步驟，操作簡(jiǎn)便易行，為細(xì)胞接觸提供了一個(gè)靜態(tài)的生存環(huán)境，并能夠研究不同藥物的作用，為細(xì)胞團(tuán)接觸研究提供新的技術(shù)手段和研究模式。
[0032]即使如上所述，本實(shí)用新型一實(shí)施例的所述組件被組合成一單一單元或作為一單一單元操作，本實(shí)用新型并不一定限于一實(shí)施例。也就是說，在各組件中，一個(gè)或多個(gè)組件可以被選擇性地組合，以作為一個(gè)或多個(gè)單元。盡管為了說明的目的而描述了本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不脫離如所附權(quán)利要求中公開的本實(shí)用新型的范圍和精神下，多種修改、添加或替換是可行的。本實(shí)用新型的范圍應(yīng)在所附權(quán)利要求的基礎(chǔ)上，以一種所述技術(shù)思路包含在與屬于本實(shí)用新型的權(quán)利要求相當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)的方式進(jìn)行解釋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微流控芯片，在其內(nèi)部形成一主流道，其特征在于， 所述主流道的末端形成廢液區(qū)，并且在所述微流控芯片的內(nèi)部還形成: 數(shù)個(gè)子流道，每一所述子流道的一端設(shè)有一培養(yǎng)液放置區(qū)，另一端與所述主流道流體連接； 一擋塊，所述擋塊設(shè)于所述主流道內(nèi)，并設(shè)于所述子流道的下游及所述廢液區(qū)的上游。2.如權(quán)利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片由上蓋片和下蓋片蓋合而成，在所述上蓋片和下蓋片的表面分別形成對(duì)稱的凹槽，以使所述上蓋片和下蓋片相蓋合后，形成所述主流道、子流道、廢液區(qū)和培養(yǎng)液放置區(qū)。3.如權(quán)利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，所述上蓋片和下蓋片由聚二甲基硅氧烷制成。4.如權(quán)利要求2所述的微流控芯片，其特征在于，在所述培養(yǎng)液放置區(qū)上形成一第一通孔。5.如權(quán)利要求4所述的微流控芯片，其特征在于，在所述廢液區(qū)上形成一第二通孔。6.如權(quán)利要求5所述的微流控芯片，其特征在于，所述第一通孔和第二通孔的孔徑范圍為1.2?1.4_;并且，所述第二通孔和第二通孔的孔徑為相同或不同的。7.如權(quán)利要求1?6中任一所述的微流控芯片，其特征在于，所述主流道的直徑范圍為210?250μπι，所述子流道的直徑范圍為200?250μπι。
【文檔編號(hào)】C12M3/00GK205603600SQ201520872333
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2015年11月4日
【發(fā)明人】楊士模, 尹棣, 陳鳳娟, 殷瑞雪, 張洪波, 章文俊
【申請(qǐng)人】華東理工大學(xué)