[发明专利]一种基于薄膜纤维材料微流控芯片的细胞分析技术

说明书

技术领域

本发明主要涉及薄膜纤维材料的微流控芯片技术领域，特别提供了一种基于薄膜纤维材料微流控芯片的细胞分析技术。

背景技术

微流控芯片实验室作为本世纪一项重要的科学技术已经在包括化学、生物学、医学等多个领域展现了其独特的优势，更因其同细胞尺寸匹配、环境同生理环境相近、传热传质快、通量高可以集成等特点而成为新一代细胞研究的重要平台，随着近二十年的发展，基于微流控芯片系统的细胞研究已经有所突破，同细胞相关的多种应用型研究已经开始在芯片领域出现，其中细胞分析技术成为其中备受关注的重要分支研究。现有阶段的基于微流控芯片的细胞分析平台大多是利用同生物相容性好的PDMS硅胶材料作为芯片材料，利用软刻蚀技术形成微通道实现芯片内的细胞培养和各种生物物理、生物化学刺激以便得到在不同细胞外微环境下细胞的行为变化，诸如存活、增殖、凋亡、分化等。随着微流控芯片制造技术的不断发展，除了上述利用PDMS硅胶作为材料的芯片外，利用纸制品、纤维素膜等薄膜纤维材料构建新型的微流控“纸”芯片，因其具有工艺简单，价格低廉、携带方便等多种优势逐渐成为微流控芯片制造领域的重要研究方面，特别是将其用于更为广阔的细胞研究成为近期的热点研究问题之一。而利用该种新型微流控“纸”芯片进行细胞分析还处于空白阶段。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于薄膜纤维材料微流控芯片的细胞分析技术。

本发明提供了一种基于薄膜纤维材料微流控芯片的细胞分析技术，该技术主要包括三个基本方面：第一个基本方面是薄膜纤维材料微流控芯片的制作技术，第二个基本方面是薄膜纤维材料微流控芯片的无菌处理技术与表面修饰，第三个基本方面是薄膜纤维材料微流控芯片的细胞培养、刺激与分析评价。

本发明提供的基于薄膜纤维材料微流控芯片的细胞分析技术，该技术具体说是利用喷蜡打印机在纸、硝酸纤维素膜上进行蜡打印，使其表面形成图案化微流控通道图案，经过一系列无菌处理后在其上进行细胞培养，并给予细胞不同药物配伍的药物进行刺激，利用细胞学常用的检测方法对细胞的各种行为进行分析。

本发明以喷蜡打印机为主要加工器械，以纸、硝酸纤维素膜为芯片制作材料，利用喷蜡打印的方法在纤维薄膜材料表面形成亲疏水性质不同的图案，并进行细胞培养、药物刺激、生物学检测等。该微流控芯片制作方法适用于多种纤维薄膜材料，方法简单易操作，图案样式灵化，制备后的“纸”芯片易于无菌消毒处理，可用于多种细胞的培养与多种药物的刺激，具有一定的普适性。此外，在细胞试验过程中，由于微流控芯片本身所具有的特点，还具有细胞及试剂消耗量低等优势。

本发明提供的基于薄膜纤维材料微流控芯片的细胞分析技术，所述薄膜纤维材料微流控芯片的制作技术为利用喷蜡打印机将图案印染在选定的薄膜纤维材料上。所述的薄膜纤维材料为打印纸、滤纸、纤维素膜、硝酸纤维素膜、醋酸纤维素膜中的一种或多种。所述的图案可利用制图软件按照预设样式进行绘图，可用的制图软件为Auto Computer Aided Design(AutoCAD)、Macromedia Freehand、CorelDRAW中的一种或多种。

本发明提供的基于薄膜纤维材料微流控芯片的细胞分析技术，所述薄膜纤维材料微流控芯片的无菌处理技术与表面修饰中的无菌处理技术包括紫外光照对薄膜材料两面进行照射消毒、臭氧消毒、根据材料本身性质不同也可进行高压灭菌。所述薄膜纤维材料微流控芯片的无菌处理技术与表面修饰中的表面修饰为细胞贴附的薄膜纤维材料可被涂覆修饰，修饰方法为直接浸泡入可用于增加细胞贴附的试剂；其中可用于增加细胞贴附的试剂为以下试剂的一种或多种：一型胶原、二型胶原、四型胶原、层粘蛋白、纤维粘连蛋白、明胶。

本发明提供的基于薄膜纤维材料微流控芯片的细胞分析技术，所述薄膜纤维材料微流控芯片的细胞培养、刺激与分析评价为先对进行过表面修饰的薄膜微芯片进行清洗，然后根据所选用的细胞类型采用相应的细胞培养基对薄膜微芯片进行浸泡，最后采用生物学上常用的细胞检测手段对药物刺激后的细胞进行检测。所述清洗所使用的溶液为无菌水、PBS、Hanks溶液中的一种或多种。所述细胞类型为肿瘤细胞、正常细胞、干细胞中的一种。所述细胞培养基为高糖DMEM(Dulbecco’s Modified Eagle Medium)培养基、低糖DMEM培养基、1640培养基、Alpha-MEM培养基、DMEM/F12培养基中的一种。所述细胞检测手段包括细胞死活标记染色、免疫荧光染色、PCR检测、蛋白质检测。