[发明专利]一种U型细胞筛选培养芯片及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型细胞筛选和培养用芯片，从使用上讲，是生物医学工程方面细胞培养观察用的一种U型细胞筛选培养芯片及使用方法。

技术背景

在生物医学工程实验室科学研究中，对于干细胞细胞的分化研究，需要进行多因素同时细胞培养对比试验；对于血液细胞等多种细胞的分离和相同环境下增殖培养的比较研究实验；以及对于同种细胞在不同环境刺激下的比较研究实验等，均需要一种，能够保证实验的同一性、可以同时满足细胞的分离、培养、条件对比的细胞培养器皿。但是目前生物细胞实验中使用常规细胞培养皿或多孔板，由于人工操作误差的影响，在保证实验的一致性和同一性方面存在缺陷。

微流控芯片技术目前在生物学领域应用十分广泛，特别是在细胞学及分子生物学的科学研究中，大量地使用了微流控技术。近年来，微流控芯片在细胞生物学研究中的一些主要应用，包括细胞的培养、分选、裂解、凋亡、计数、迁移、单细胞捕获和细胞间相互作用等。

因此，借鉴微流控芯片技术，需要开发一种用于科学实验研究用的，培养观察、实验对比用的一种细胞筛选培养芯片。

发明内容

本发明的目的在于提供制备便捷、结构简单的、培养观察细胞增殖和形态、实验条件因素对比等，用于科学实验研究用的一种细胞筛选培养微流控芯片。

为了解决上述问题，本发明的技术方案为：一种U型细胞筛选培养芯片，其特征在于：在圆形的芯片体均匀分布有四个圆盘形的分选和培养细胞的分选单元，分选单元通过连接通道相互串联在一起。把细胞分选和培养组合设计在一个单元，便于芯片体加工，也有利于根据科学实验的需要，增加或删减芯片体的分选单元。例如：有5个或更多的分选单元的芯片体。在芯片体的一侧并排加工有进口和出口，进口的通道与串联的首个分选单元的进样通道相接，出口的通道与串联的末尾的分选单元的出样通道相接。这个设计的通道是串联，也能够将分选单元进行并联排布，即一个进口分出四个通道，分别与四个分选单元进样通道相接，每个分选单元出样通道最后汇总通入出口。

所述分选单元加工有相互盘绕成圆形的培养细胞用的培养池A和培养池B；沿着分选单元的圆盘形培养池A和培养池B之间的阻隔厚墙上，加工有相对应的相互盘绕成圆盘形的、由一条通道组成的、呈U字形的进样通道和出样通道。这样设计，能够充分利用芯片的区域，集成化。进样通道在U型通道拐点处变为出样通道。每个分选单元的圆盘形的培养池A和培养池B，在各自培养池的圆盘中心和靠圆盘外边处，都加工有A培养池进口、A培养池出口、B培养池进口、B培养池出口。该设计有利于细胞在池中的通气，和实验中添加试剂的操作。

所述每个分选单元的进样通道和出样通道的两侧，加工有双侧宽度尺寸一致的筛选细胞的筛选孔，筛选孔与培养池A和培养池B连通。设计目的是分选大小不一样的细胞。同时，在每个分选单元的进样通道和出样通道的两侧面，还安装有正电极和负电极，且电极的正负性在进样通道和出样通道保证在同一个侧面上相同。设计目的，是利用外加电场，筛选带不同电荷的细胞。

上述技术方案中，所述进样通道、出样通道、连接通道的宽d、深h尺寸统一一致，d×h=100×100μm，这样便于统一加工。所述筛选孔尺寸在5μm- 100μm之间，根据不同要求，选择每个分选单元的筛选孔尺寸。各个分选单元的筛选孔尺寸能够不相同，也能够相同。所述培养池A和培养池B的深度H尺寸相同一致，与进样通道、出样通道、连接通道深度h的尺寸关系是H=5h=500μm。这样设计一是保证通道尺寸不至于过大，同时，也保证了培养池培养细胞所需要的通气空间，和实验加入试剂的空间。

上述技术方案中，所述正电极和负电极的电压在正负10mV-20V之间。即例如：正电极10mV，负电极-10mV。此设计，一是根据细胞的膜电位的静息电位水平，二是根据现有的细胞事先经带电处理后的电场分选的电压。

上述一种U型细胞筛选培养芯片，其使用方法见具体实施例一至具体实施例三。

本发明技术特点是专业性强，制作较为方便，适合分选的细胞体型差异大，带电差异大的细胞群体。

与现有的微流控芯片相比，本发明有下列有益效果：（1）制作方便简单，使用成本低廉，节约成本。（2）专业性更强，可以直接到高智能化检测仪器上，方便科学实验；（3）一片芯片至少可同时进行8个不同的条件对比实验，提高了实验效率。

附图说明

图1为本发明的芯片体的俯视示意图。

图2为本发明的芯片体分选单元的进/出样通道电极和培养池的分区示意图。

图3为本发明的芯片体分选单元的进/出样通道和培养池的分区示意图。