[发明专利]基于微流控芯片的三维细胞微球培养与可控释放方法

权利要求书

1.一种微流控芯片，其特征在于：该微流控芯片主要由凹陷微结构层、流体液路层和气路控制层3层结构不可逆封接而成，

所述流体液路层包括进样口(3)，分液通道(4)，细胞接种室(5)和废液通道(6)；进样口(3)连接分液通道(4)，分液通道(4)连接细胞接种室(5)，再连接废液通道(6)；

所述气路控制层包括气阀控制口(1)和气阀控制通道(2)，所述气阀控制通道(2)为Z形状，气阀控制口(1)位于气阀控制通道(2)的右侧端，与废液通道(6)同侧；

所述凹陷微结构层为含有凹陷结构(8)的凹陷阵列结构(7)；

所述气路层封接在流体液路层无通道结构的上表面后整理剥离，再与凹陷微结构层的有结构面相对封接；每条气路控制通道与凹陷阵列的行对齐，每行的凹陷结构与每条分液通道对齐，形成微流控芯片的整体结构。

2.按照权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于：所述气阀控制通道高度为200微米，所述的分液通道和废液通道的高度为100微米。

3.按照权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于：凹陷结构阵列为8行，凹陷结构的直径范围为300-650微米，每行的凹陷结构数量为20个，间隔为1毫米；每列之间的间隔为5毫米，凹陷结构阵列通量为160个。

4.按照权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于：所述微流控芯片凹陷微结构层深度为400微米，流体液路层高100微米，气路控制层为200微米。

5.按照权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于：气路控制层中的气路控制通道为Z形，通道宽度为25毫米，数量为8个。

6.一种基于微流控芯片的三维细胞微球培养与可控释放方法，其特征在于采用上述微流控芯片，按照以下步骤进行：

(1)细胞三维微球的形成

将软骨细胞消化后，以6×10⁶cells/mL密度接种入芯片进样口，细胞悬液经过分液通道到达细胞接种室中，恒温培养箱37度中培养24h后，细胞在重力的作用下聚集成球，芯片每天更换培养基；

(2)细胞三维微球的释放

细胞在培养24h后形成细胞微球后，微流控芯片气阀控制通道被连接上了气阀控制器，芯片入口处利用四氟管连接PBS溶液，利用注射泵推动PBS溶液，流速为1μL/h；在气阀控制器的控制下精确控制气阀通道的开启，调节微通道的高度，实现细胞微球的释放；

(3)多尺寸软骨细胞微球的生物功能考察

软骨微球在微流控上芯片培养7天后，统计软骨细胞微球的直径，同时对软骨细胞微球进行了荧光染色分析，考察了软骨细胞微球II型胶原和蛋白多糖的表达。

7.按照权利要求6所述的基于微流控芯片的三维细胞微球培养与可控释放方法，其特征在于：在气阀控制器的控制下精确控制气阀通道的开启，调节微通道的高度，实现细胞微球的可控释放。

8.按照权利要求6所述的基于微流控芯片的三维细胞微球培养与可控释放方法，其特征在于：微流控芯片的网络通道可以实现细胞的营养物质的交换。

9.按照权利要求6所述的基于微流控芯片的三维细胞微球培养与可控释放方法，其特征在于：所述的细胞表面蛋白表达检测的方法为常规细胞免疫荧光染色。