[发明专利]确定用于限制样品的微流体装置的尺寸

说明书

本发明涉及一种确定用于限制样品的微流体装置尺寸的方法。待限制的样品包括悬浮于载体流体介质中的细胞(生物样品)或微粒。本发明还涉及一种用于确定微流体装置尺寸的方法，所述微流体装置用于限制包含在细胞培养流体介质中的外植体。

技术领域

本发明涉及一种确定用于限制样品的微流体装置的尺寸的方法。

背景技术

在本发明中，涉及两种类型的样品。以这种方式，待限制的样品可以由以下组成：

-细胞群(例如在细胞培养介质中悬浮的神经元和真核细胞中，样品是生物样品)或者在载体流体介质中悬浮的微粒群，

-或者由包含在细胞培养流体介质中的至少一种外植体组成的生物样品。

就本发明而言，生物样品是指包含遗传信息并且能够自我复制或在生物系统中复制的样品。

神经工程学的主要困难之一是在浓度、空间定位和每神经元胞体(soma)定位的均匀性方面，控制群中神经元(n>100个细胞/ml)的细胞体(神经元胞体)的定位。这个困难严重限制了神经元网络的体外研究，以及更一般的脑结构/功能的关系的研究。

技术人员了解神经元胞体的细胞培养的几种定位技术。具体地，最广泛使用的技术尤其是由使用微流体芯片用于定位、而后进行神经元的培养所组成，但是没有精确控制细胞的定位和密度，因此限制了对其的关注^[1]-[3]。

而且，技术人员还了解连接两个神经元群的某些类型的微流体芯片^[4],[5]，而另一些不将神经元群连接在一起，而是将细胞体和轴突分离^[1]-[3]。

第二种培养神经元的技术使用微流体芯片，其使用微米柱在界面处分离神经元^[6]。尽管微米柱的定位允许定位细胞，但神经元是单独定位的，因此阻止了整个群的平均或高密度培养，这限制了对这种技术的关注。

第三种培养神经元的技术使用硅树脂珠，在其上沉积神经元。组装这些球构建神经元网络。但是，采用这种技术，神经元的数量和密度是有限的，网络的结构不受控制，细胞体没有与轴突分离^[6],[8]。

第四种技术由在适合的支架中进行神经元培养组成，其可以通过这些支架的层流之后进行冷冻，在微流体构造中得以分离^[9]。然而，这些技术是有限的，因为由于培养中流体的同质性而难以实现细胞共培养，限制了最终网络的可接近尺寸。

最后，第五种技术由以下组成：在微室中进行神经元的培养，产生神经球然后将这些神经球组装成一块组织块，以重新培养，之后组装成其它块。但是这种技术的缺点是时间长且需要多个水平的培养。而且，它不能控制神经元的密度和分离细胞体和轴突^[10]。

本发明的目的是允许在微流体室中，以受控的表面或体积密度，在整个群的规模上控制神经元、原代或系的细胞体的定位，来消除上述缺点。

发明内容

为此目的，申请人开发了一种确定微流体装置(或微流体芯片)尺寸的方法，用于优化在载体流体介质中悬浮的细胞如神经元的流动。

在待限制的样品由在载体流体介质中悬浮的细胞群或微粒群组成的情况下，将使用一种微流体装置(或微流体芯片)，其包括：

·适合于接收含有样品的载体流体介质的输入区，所述输入区对应于直径D_入的圆柱形输入槽，

·限制区(或沉积室)，样品的至少一部分被限制在其中，所述限制区包括表面S_限制的底部以及长度L_限制和高度H_限制的侧壁，所述限制区通过长度L_入、高度H_入和宽度W_入的第一通道与所述输入区连通，和