[发明专利]二维细胞划痕芯片及其制备方法、应用

说明书

本发明提供一种二维细胞划痕芯片及其制备方法、应用。本发明中将微加工技术与划痕实验相结合，设计了一种能够高通量的，可以实时观察二维细胞迁移的划痕芯片。本芯片在结构上，与传统多孔板技术兼容，可以完全应用于现有的多孔板平台。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，进一步涉及一种二维细胞划痕芯片，以及该芯片的制备方法，还涉及使用该芯片进行细胞迁移实验。

背景技术

细胞迁移参与了组织器官形成、组织损伤修复等重要生理过程；细胞迁移功能失调，则会导致肿瘤细胞侵袭及转移。通过促进或抑制细胞迁移可影响某些疾病(缺血性心血管疾病、肿瘤)的发生发展与转归，因此研究细胞迁移具有重要的理论意义与实用价值。

目前，传统的测定细胞迁移方法以细胞划痕小室法(Boyden Chamber)和划痕法最为常用。前者由上、下两室组成，中间以微孔滤膜隔开；趋化因子加入下室，形成浓度梯度，细胞接种在上室，受趋化因子浓度梯度的影响，穿过膜上的微孔移动到另一侧；之后，细胞固定、染色和计数，以此确定其迁移能力。后者是用移液枪头在融合细胞上划出一道划痕，观察细胞向划痕区域的迁移情况，来判断细胞的迁移能力。由于划痕法不仅具有简单的优点，还能够可视化细胞迁移过程，使得划痕方法成为了细胞迁移研究中较为常用的方法。

虽然划痕法已经被广泛应用于迁移研究，但传统划痕法很难控制划痕速度以及伤口区域的形状和边界，使得不同实验之间很难做比较，导致实验的重复性差。由于微加工技术能够被用于制作可以模仿细胞微环境的各种仿生结构，近年来这种技术已经被广泛用于研究细胞迁移。一种现有技术利用微加工技术制作细胞划痕芯片，并利用层流实现细胞迁移。另一种现有技术为一种直流电结合化学表面修饰实现细胞迁移的方法。与传统划痕法比较，基于微加工技术的二维划痕法具有可控性好、精度高以及可以用于模仿细胞微环境等优点，从而说明了通过加工技术研究细胞迁移的可行性。

然而现有技术存在如下技术缺陷：

(1)现有的细胞划痕法依赖于手动划痕操作，致使该方法中各个实验组间划痕质量不统一，且细胞和细胞外基质在此过程中会受损，可能导致迁移结果并不精准可信。

(2)现有的基于微加工技术的二维划痕研究，通量普遍较低，而且针对一个划痕实验的成本较高，难以大范围应用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种二维细胞划痕芯片及其制备方法、应用，以克服以上所述的现有技术的至少一项技术问题。

(二)技术方案

根据本发明的一方面，提供一种二维细胞划痕芯片，包括基底和上下两侧开口的小室阵列，其中：所述小室阵列固定于所述基底上使基底封闭小室阵列的其中一侧开口，形成多个单侧开口的小室；每个所述小室在基底一侧的部分区域上形成有金属层，所述金属层上进一步形成有自组装分子层，所述自组装分子层中的分子其一端具有与所述金属反应吸附的第一官能团，另一端具有抑制细胞吸附的第二官能团。

优选的，所述部分区域的边界呈圆形、三角形、矩形或者菱形。

优选的，所述小室在基底上的边界呈圆形或者方形。

优选的，所述第一官能团为氢硫键。

优选的，所述第二官能团为聚乙二醇长链。

优选的，所述小室阵列为N行M列的阵列，N为介于1-20之间的自然数，M为介于1-30之间的自然数。

根据本发明的另一方面，还提供一种二维细胞划痕芯片的制备方法，包括步骤：

S1：制备上下两侧开口的小室阵列；

S2：在一基底上沉积金属层阵列；