[发明专利]一种细胞联合培养芯片

说明书

技术领域

本发明涉及一种适于多种细胞联合培养的芯片，属生物医学研究领域。

背景技术

细胞生物学研究正从对单种细胞的观察和研究，发展到对两种甚至多种细胞相互作用的观察和研究。对于复杂的生物学体系，多种细胞同时存在的体系才能更好的模拟真实存在的细胞微环境，从而更全面深入的探索细胞之间的复杂网络以及介导它们之间相互作用的信号通路等。细胞联合培养是目前研究细胞与细胞之间相互作用比较常用的方法。

目前，常规的细胞混合培养，虽可解决离体状态下多细胞间相互作用问题，同时起到了一定的模拟体内环境的作用，但当前，基于细胞培养的微流控芯片多限于两种细胞联合培养，或一种目标细胞与其他多种细胞混合培养，此状态下，离体细胞表型与离体前差异大，限制了对微环境中各细胞组分进行观察，针对此状态下的细胞进行化疗药物的敏感性检测，也限制了对结果判定的准确性。另外，当前用于药筛的微流控芯片的培养室灌流通道多为两条相对独立平行的通道，限制了通道与细胞培养室的接触面积；细胞营养液灌流中多采用微量泵来维持，限制了在临床上的大规模应用。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提出了一种多种细胞联合培养，且异种细胞不接触联合培养芯片，使得细胞的生长环境更接近于体内的生长环境，且操作方便，便于临床应用。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种细胞联合培养芯片，包括壳体、载体、微结构和灌流系统；所述壳体与载体封接而成，所述微结构位于壳体内表面，所述微结构包括营养液灌流单元、多个细胞培养单元、生物胶灌注单元，所述灌流系统包括进液柱、营养液灌流单元和负压吸引装置依次连接；所述生物胶灌注单元包括多个外部U型生物胶灌注单元和多个内部直线形生物胶灌注单元；所述相邻的细胞培养单元结构位于直线形生物胶灌注单元的两侧；所述营养液灌流单元位于微结构外圈，所述U型生物胶灌注单元位于营养液灌流单元与细胞培养单元之间；所述生物胶灌注单元包括胶体流道，所述多个直线形生物胶灌注单元的交接部位设有中心池，所述胶体流道两侧及中心池周边上分别设有微桥，所述营养液灌流单元与细胞培养单元之间、以及细胞培养单元之间通过微桥连通；所述细胞培养单元包括细胞培养池，所述细胞培养池内设有6-8个支撑柱，呈两排弧形分布。

进一步的，所述壳体的材料为聚二甲基硅氧烷，所述载体的材料为玻璃，所述壳体的厚度为3-5mm。

进一步的，所述细胞培养单元、U型生物胶灌注单元、直线形生物胶灌注单元的数量相同，为3-5个。

进一步的，所述微桥长为80-120μm、宽为30-60μm、间距为150-250μm。

进一步的，所述中心池为圆形，直径为1-1.5mm。

进一步的，所述中心池的中心部位设有通孔，所述通孔的直径为0.5-0.9mm。

进一步的，所述进液柱为上口宽下口窄的瓶体，容量为200-300ul，所述瓶体的下口直径为0.8-1mm，上口直径为4-6mm，瓶体高度为40-45mm，灌液时进液柱的液面高度为25-35mm。

进一步的，所述负压吸引装置为负压吸引微量注射器。

进一步的，所述生物胶灌注单元内灌注基质胶；所述基质胶为温度敏感型生物胶。

进一步的，所述细胞培养单元内灌注稀释胶和细胞的混合物，所述稀释胶是使用完全培养液将基质胶稀释4-8倍后得到的。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

本发明的细胞联合培养芯片，可把离体组织中的多种细胞成份集中在一个微缩芯片上进行联合培养，多种细胞产生的生物因子可弥散至整个微缩平台，同时利用生物胶灌注单元内基质胶的选择透过性，保证了异种细胞间相互不接触，最大限度的模拟了离体细胞在体内的生长微环境；应用此芯片可以对各种细胞的表型进行实时观测，免去了应用大型设备进行异种细胞分离，节省人力物力。

本发明所述的微流控芯片，采用异种细胞不接触联合培养，替代细胞混合培养中多种细胞分离鉴定步骤。灌流系统简单，采用半圆形及U型设计，增加了灌流通道与细胞培养室的接触面积，灌流不需要微量泵，操作简单；内部直线形生物胶灌注单元采用中央池加通孔设计，生物胶灌注过程稳定、易行，益于大规模临床应用。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1本发明芯片的微结构示意图；

图2本发明芯片的营养液灌流单元示意图；

图3本发明芯片的生物胶灌注单元和细胞培养单元示意图；