[实用新型]一种用于单细胞捕获和研究的微流控芯片

说明书

本实用新型公开了一种用于单细胞捕获和研究的微流控芯片。所述微流控芯片包括主通道、捕获单元和窄通道；所述主通道用于传输细胞和细胞培养基，主通道的侧壁上相向且间隔设置有若干捕获单元，所述捕获单元用于单细胞的捕获和培养；所述窄通道用于连通两个捕获单元，形成捕获后单细胞间的交流通路并阻止被捕获的单细胞流入对侧主通道。本实用新型制作简单，易于操作，能够实现两种单细胞的捕获和培养，并进行细胞间相互作用的研究，适用于探究细胞异质性和疾病发病机理。可用于开展肿瘤发生发展机理的研究，为构建体外有效的肿瘤发病模型提供依据和新的研究思路，为肿瘤的发生发展提供一定的理论支持。

技术领域

本实用新型涉及一种用于单细胞捕获和研究的微流控芯片。

背景技术

单个细胞是构成生命体的基本单位，传统的细胞研究总是在一组细胞上进行的。得到的结果往往是一群细胞的平均值，掩盖了个体之间的信息差异，在蛋白质组学的研究中发现同一细胞在不同时期，不同环境中细胞的行为和反应完全不同，在肿瘤细胞和干细胞中，细胞的异质性特点最为显著。微全分析系统又称微流控芯片(microfluidic chip)或芯片实验室(lab on a chip,LOC)，是指在一块几平方厘米(甚至更小)的芯片上集成或基本集成化学和生物等领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检测以及细胞培养、分选、裂解等基本操作单元，由微通道形成网络，以可控流体贯穿这个系统，用于取代常规化学或生物实验室的各种功能的一种技术平台。利用微流控芯片技术可以实现从单细胞捕获、鉴别和检测的一键式封闭操作，效率高、误差小。因此，微流控芯片技术已经成为单细胞分析的有力工具。

多细胞系统依赖细胞间的相互作用来协调细胞信号和调节细胞功能，理解细胞间的相互作用的机制和过程对于许多生理和病理过程，如胚胎发生、组织再生、干细胞分化、癌症转移等都是至关重要的。不同类种类细胞之间往往存在密切的相互作用，这种相互作用是同型的或异型的，并且取决于细胞间的距离，可通过多种机制发生，例如：直接物理接触、可溶性分泌因子的扩散、电信号传导、细胞周围基质。例如在患病组织中，细胞间的相互作用会受到干扰，这对疾病的发生和发展都有至关重要的作用。又如肿瘤出芽是肿瘤高侵袭性行为一个重要的病理学特征，与肿瘤的复发和转移密切相关。在肿瘤微环境中，血管内皮细胞在受到肿瘤细胞分泌的VEGF等因子的作用下向肿瘤内部迁移，从而成为肿瘤的营养供应以及侵袭转移准备了条件。文献Chung Woosung.；Eum H.M.；Lee H.O.；Lee K.M.；LeeH.B.；Kim K.T.；Ryu H.S.；Kim S.；Lee J.E.；Park Y.H.Nature Communications,2017,8.收集了11个患乳腺癌病人的515个细胞，通过单细胞转录组分析，癌细胞早肿瘤内表现出共同的特征，在乳腺癌亚型和与癌症相关的重要通路上表现出瘤内异质性。

开发单细胞的捕获、操纵以及分析方法研究细胞的异质性，对于研究细胞生长、分化、疾病诊断和监测都具有十分重要的意义。虽然微流控芯片上进行单细胞捕获、培养和分析是一个很好的平台，但是目前尚未有利用微流控技术实现多种细胞两种单细胞的分离捕获和多种细胞单个细胞间相互作用的研究。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种用于单细胞捕获和研究的微流控芯片，该微流控芯片结构微型化、成本低、适用性高，能够实现单细胞的捕获和培养并研究两种细胞间的相互作用，能够揭示一定的细胞间相互作用机制。解决了上述背景技术中两种单细胞的分离捕获的问题，还解决了多种细胞单个细胞间相互作用的研究问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种用于单细胞捕获和研究的微流控芯片，所述通道包括主通道、捕获单元和窄通道；

所述主通道用于传输细胞和细胞培养基，包括并排设置的第一主通道和第二主通道；所述第一主通道和第二主通道的侧壁上相向且间隔设置有若干捕获单元，所述捕获单元用于单细胞的捕获和培养；所述窄通道用于连通第一主通道的捕获单元和第二主通道对应位置的捕获单元，形成捕获后单细胞间的交流通路并阻止被捕获的单细胞流入对侧主通道。