[发明专利]细胞培养微沟道中注入溶液的方法以及贴壁细胞培养方法

说明书

技术领域

本发明涉及微流控技术领域，尤其涉及一种细胞培养微沟道中注入溶液的方法以及贴壁细胞培养方法。

背景技术

心血管疾病(cardiovascular disease，CVD)严重危害人类健康和生命，全世界每年约有1670万人死于CVD，占全球死亡率第一位，而动脉粥样硬化是CVD的重要病理基础。在动脉粥样硬化形成过程中，血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells，VSMC)的增殖并向内膜迁移和合成细胞外基质则是“祸首”之一。因此研究VSMC细胞的致病机制是十分重要的。

在VSMC细胞的机制研究中，细胞培养是基本实验模型，通过一个能模拟体内环境的体外空间，配置以无菌、适当温度、酸碱度和一定营养条件培养细胞，使之生长繁殖并维持其结构和功能。其目标就是在体外尽可能地控制细胞外微环境的一致又能保持实验的简单可重复性，进而提供大量细胞层面和分子层面的信息。因此VSMC细胞体外培养的研究是十分必要的。

VSMC细胞的体外培养始于20世纪70年代，由Ross和Campbell采用贴块法获得成功。现阶段VSMC细胞的体外培养技术，仍停留在传统的开放的瓶皿或孔板形式。

微流控技术是本世纪一项重要的科学技术，由于其通道尺寸与哺乳类细胞线性尺寸相比拟，多维网络结构与生理状态下细胞的空间特征相接近，已被广泛用于细胞生物学研究。在芯片上，一般用外围的泵和连接导管对微尺度的流体进行操作和控制，使灌注系统中产生稳定的流场以满足营养物质的传输和废物的排泄。

在实现本发明的过程中，申请人发现现有技术VSMC细胞培养方法存在如下技术缺陷：

(1)现有的微流控细胞培养技术，导管要与注射泵相连实现流量的控制，使得许多不具有注射泵实验条件的实验室在操作技术上形成阻碍；

(2)现有的体外培养VSMC细胞环境，相对于体内血管壁的微小尺寸和营养物质的代谢形式，差异十分明显，客观上难以真实反映生理状态VSMC细胞的生物学特征。因此需要能更好地模拟活体血管壁微环境的细胞培养装置；

(3)现有的微流控细胞培养技术，需要连接导管进行细胞接种，存在细胞吸附导管壁，导致细胞接种不均匀；导管的存在有扰动、漏液等问题，导致细胞所处微环境不稳定，实验一致性较差。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种细胞培养微沟道中注入溶液的方法以及贴壁细胞培养方法。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种细胞培养微沟道中注入溶液的方法。该细胞培养沟道位于一微流控芯片中，包括：形成于微流控芯片内的微沟道本体；以及微沟道本体左右两侧的与外界相连通的液滴入口。该细胞培养微沟道中注入溶液的方法包括：步骤B：用两支移液枪吸取不同量的溶液，分别对准两侧的液滴入口，同时向细胞培养微沟道内注入溶液，在两侧液面差的作用下，溶液依靠重力作用流入微沟道本体内。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种贴壁细胞培养方法。该贴壁细胞培养方法包括：步骤A：提供包括若干条细胞培养微沟道的微流控芯片，其中，每一条细胞培养微沟道包括：形成于微流控芯片内的微沟道本体以及微沟道本体两侧的液滴入口；步骤B：对细胞培养微沟道进行表面修饰，以便于贴壁细胞的接种；步骤C：将吸壁细胞悬液用培养液调整至预设浓度，用两支移液枪吸取不同量的吸壁细胞悬液，分别对准左右两侧的液滴入口，同时向细胞培养微沟道内注入吸壁细胞悬液，在两侧液面差的作用下，吸壁细胞悬液依靠重力作用流入微沟道本体内；以及步骤D：在细胞培养微沟道内对吸壁细胞进行培养，每间隔预设时间，用移液枪吸出每个液滴入口处的培养液，并用两支移液枪在两端的液滴入口同时滴入新鲜的培养液。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明细胞培养微沟道中注入溶液的方法以及贴壁细胞培养方法具有以下有益效果：

(1)与已经报道需要的注射泵的微流控细胞培养方法相比，基于重力作用实现VSMC细胞的片上接种、培养和染色，只需要移液枪作为接种工具，更容易为广大细胞生物学实验室所接受；

(2)将微流控技术与传统VSMC细胞的培养技术相结合，在微流控技术中实现衬底修饰、VSMC细胞的均匀片上培养和VSMC细胞染色，为VSMC细胞体外培养提供更接近生理环境的方法；

(3)与已经报道需要的导管的微流控细胞培养方法相比，基于重力作用实现细胞的片上接种与培养，由于没有导管的扰动以及细胞吸附导管壁等问题，可以实现接种密度可控的微流控片上培养。

附图说明