[发明专利]用于可准确控制的细胞培养的微流体芯片

权利要求书

1.细胞培养设备，其包含：

一个或多个其中具有图案的相互连接的层，该图案包含至少一个微流体通道；

至少一个细胞培养孔，其具有位于一端的开口以及侧壁，所述至少一个微流体通道与该至少一个细胞培养孔的侧壁呈流体连通，并且最大通道宽度显著小于该至少一个细胞培养孔的最大宽度。

2.权利要求1的设备，其中所述一个或多个相互连接的层包括两个或更多个相互连接的层，其中所述至少一个微流体通道由该两个或更多个相互连接的层来限定。

3.权利要求1的设备，其中所述至少一个细胞培养孔的最大宽度为最大通道宽度的至少10倍。

4.权利要求1的设备，其中所述至少一个细胞培养孔的最大宽度为最大通道宽度的至少60倍。

5.权利要求1至4中任一项的设备，还包含与所述至少一个微流体通道呈流体连通的至少一个可控阀，所述至少一个可控阀设置成可选择性地限制通过所述至少一个微流体通道的流体运输。

6.权利要求5的设备，其中所述可控阀为挠曲阀。

7.权利要求5或6的设备，还包含与所述至少一个微流体通道呈流体连通的至少一个泵，所述至少一个泵设置成运输流体通过所述至少一个微流体通道。

8.权利要求7的设备，其中所述至少一个泵是蠕动泵。

9.权利要求1至8中任一项的设备，其中所述一个或多个相互连接的层包含聚二甲基硅氧烷(PDMS)。

10.权利要求1至9中任一项的设备，还包含可移除顶层，其适于覆盖所述至少一个细胞培养孔中的每一个。

11.权利要求1至10中任一项的设备，其中所述至少一个细胞培养孔含有至少一个多能细胞。

12.权利要求1至11中任一项的设备，还包含与所述至少一个微流体通道中至少一个呈流体连通的外部可进出端口。

13.权利要求1的设备，还包含：

至少一个传感器，其位于所述至少一个细胞培养孔附近，并设置成观察置于所述至少一个细胞培养孔内的一组测试细胞的物理性质；

与该至少一个传感器联通的控制器；和

与该控制器联通的至少一个流体流动调节器，

其中该控制器控制该至少一个流体流动调节器，从而应答于该至少一个传感器所观察到的物理性质而调节通过所述至少一个微流体通道的流体运输。

14.权利要求13的设备，还包含选自以下的传感器：图像传感器、流速传感器、离子组成传感器、温度传感器、压力传感器、光传感器和光谱传感器。

15.用于培养测试细胞的方法，其包括：

转移至少一组测试细胞通过设置在至少一个细胞培养孔之一端的开口；和

运输流体通过与所述至少一个细胞培养孔之侧壁呈流体连通的至少一个微流体通道，所述至少一个微流体通道中每一个的最大通道宽度均显著小于所述至少一个细胞培养孔的最大宽度，其中所运输的流体有利于培养置于所述至少一个细胞培养孔内的所述至少一组测试细胞。

16.权利要求15的方法，其中运输流体通过所述至少一个微流体通道的动作包括改变该至少一个微流体通道内的压力，所述压力改变在所述至少一个微流体通道与所述至少一个细胞培养孔的相应孔之间驱动流体。

17.权利要求16的方法，其中所述改变该至少一个微流体通道内的压力包括泵送流体通过所述至少一个微流体通道。

18.权利要求17的方法，其中所述泵送流体通过所述至少一个微流体通道包括使用注射器和蠕动泵中的至少一种。

19.权利要求15至18中任一项的方法，还包括通过至少一个阀来调节通过该至少一个微流体通道的流体运输。

20.权利要求15至19中任一项的方法，还包括测量至少一个选自以下的参数：微流体通道的流体流速、微流体通道的流体离子组成、细胞培养孔的温度、细胞培养孔的压力、透光率、反光率以及细胞培养孔的光谱数据。

21.权利要求15至20中任一项的方法，还包括可逆地密封可移除顶层，所述顶层适于覆盖设置在所述至少一个细胞培养孔中每个孔一端的开口。