[发明专利]基于细胞打印和多参数传感阵列集成技术的三维细胞芯片

权利要求书

1.一种细胞芯片，包括细胞微电极阵列(Microelectrode array，MEA)和电阻抗传感器(Electric Cell-substrate Impedance System，ECIS)，以及固定在传感器上的具有三维空间结构的细胞组合物，所述的细胞组合物为包括细胞和基质材料的共混物。

2.根据权利要求1所述的细胞芯片，其特征在于：所述细胞芯片上的MEA部分可根据需要设计成任意的m*n阵列(n，m分别为整数)，每排电极直径和电极间距设计为10-50μm。

3.根据权利要求1所述的细胞芯片，其特征在于：所述细胞芯片上ECIS系统可设计为叉指型细胞电阻抗分析器件(Interdigitated array，IDA)或圆盘形ECIS，或同时包括IDA和圆盘形ECIS。

4.根据权利要求1所述的细胞芯片，其特征在于：所述细胞芯片包括1组3×3阵列的MEA，分布于分布于芯片中心；4组ECIS圆形电极阵列，分布于芯片左边区域；2组ECIS IDA阵列区域，分布于芯片右边区域，上下对称。

5.根据权利要求1所述的细胞芯片，其特征在于：所述的细胞组合物中细胞为心肌细胞或肾上腺素嗜铬细胞。

6.根据权利要求1所述的细胞芯片，其特征在于：所述的细胞组合物中基质材料为包含明胶和海藻酸钠的共混物，明胶∶海藻酸钠的配比为1∶0.2-1。

7.权利要求1-6任一项所述的细胞芯片，其特征在于：所述的细胞芯片包括细胞微电极阵列(Microelectrode array，MEA)和电阻抗传感器(Electric Cell-substrate Impedance System，ECIS)，其中具有三维结构的心肌细胞组合物固定在细胞微电极阵列(Microelectrode array，MEA)表面，具有三维结构的肾上腺素嗜铬细胞组合物固定在电阻抗传感器(Electric Cell-substrate Impedance System，ECIS)表面。

8.根据权利要求7所述的细胞芯片，其特征在于：所述的细胞芯片包括细胞微电极阵列(Microelectrode array，MEA)、叉指型细胞电阻抗分析器件(Interdigitated array，IDA)和圆盘形ECIS，其中具有三维结构的心肌细胞组合物固定在细胞微电极阵列(Microelectrode array，MEA)和叉指型细胞电阻抗分析器件(Interdigitated array，IDA)表面，具有三维结构的肾上腺素嗜铬细胞组合物固定在另一区域的叉指型细胞电阻抗分析器件和圆盘形ECIS表面。

9.制备权利要求1-8任一项所述三维细胞芯片的方法，包括如下步骤：

(1)、将细胞和基质材料混合得到细胞组合物；

(2)、将细胞组合物经三维受控组装的专用实验系统固定在芯片传感器表面形成具有三维结构的细胞组合物。

10.权利要求1-8任一项所述的细胞芯片在药物筛选中的应用，固定有心肌细胞和肾上腺素嗜铬细胞的细胞芯片可以作为心血管疾病的病理模型，在体外模拟心血管疾病的病理特征，加入待测药物，检测模型在正常和病理条件下的监测数据，通过分析待测药物的药理活性可进行药物筛选。