[发明专利]一种细胞微流控培养芯片

说明书

本发明提供一种细胞微流控培养芯片，包括承载板、第一流道板、第二流道板及多个独立设置的细胞培养单元。其中，所述第一流道板位于所述承载板上；所述第二流道板位于所述第一流道板上；所述细胞培养单元包括依次连通的进口、流道及出口；所述进口及所述出口均在垂直方向上贯穿所述第一流道板与所述第二流道板，所述流道自所述第一流道板背面开口，并往所述第二流道板方向延伸，但未贯穿所述第二流道板，所述承载板封闭所述进口、所述流道和所述出口位于所述第一流道板背面的开口。本发明的细胞微流控培养芯片结构紧凑、体积小巧，能够与高通量自动化系统相匹配，实现细胞培养基和化学试剂的精准移液，并具有良好的生物亲和性。

技术领域

本发明属于微流控技术领域，涉及一种细胞微流控培养芯片。

背景技术

自动化系统在生物研究中的背景及应用：第一代自动化系统解决了由于人工操作而导致的差异性。它们需要使用机械臂和移液机器人，通过编程来模仿人类的行为，从而使移液更加精确和可重复。一般来说，手动工具可预先确定移液量。但是，由于个别部件的磨损、故障或人为错误，精度可能会下降，因为即使是最有经验的使用者也可能出错。电子吸管被认为更加精确，因为它们不依赖于使用者经验，并且可以通过光学反馈进行自校准。毕竟，当每天需要执行成千上万的实验时，使用者很有可能会出错，高通量已成为生命科学研究的关键。同时，第一代自动化系统也提供了通过扩大方法操作更大体积的可能性。与第一代不同，第二代自动化系统将减少人工操作，因为它们在一系列操作单元上提供完全自动化，不仅限于一个单元。例如，这些平台在一端有供体单元，并在另一端有分发单元。它们将提供持续的流程验证和监控，从而能够更好地理解和优化流程。它们是全封闭的集成平台，从而在加工过程中避免了工作人员与原料的接触。通过消除污染和人为错误来降低生产过程的风险，并因此降低对外部环境的要求而简化生产过程，从而最大限度地降低整个生产成本。第二代自动化单元制造平台的另一个重要优势是增加了灵活性和模块化。硬件模块通过代理程序集成到控制软件中，使用即插即用的方法和软件，可适应不同的应用。这一点非常重要，因为这个领域正在不断进化，因为生物过程远没有像目前的化学过程那样被理解或预测，生物实验的复杂性将一直存在。

微流控芯片在生物研究中的背景及应用：微流控芯片(Microfluidic chip)又称微全分析系统，最早是由瑞士的Manz和Wider于1990年提出，是一项包括化学和生物等领域所涉及的样品制备、反应、分离以及检测等基本操作集成或者是基本集成在非常小的操作平台。它不仅可以提高分析的速度，大大的降低分析的费用，减少样品的消耗，而且分析速度较快，对微量元素的分析也具有很大的应用前景。而且微流控芯片可以实现多单元的任意组合和集成，体现了集成度高，微型化和便携化的特点。近年来，微流控芯片广泛应用于生物学领域，比如细胞分析、基因诊断、免疫检测、血液化学分析。此外，微流控芯片系统也将会在环境检测、食品卫生和国防等方面发挥重要的作用。微流控芯片发展至今，其材料已从硅片为主，发展到玻璃、石英、聚合物等。然而聚合物由于其成本较低，通道容易成形，因此聚合物芯片的加工得以快速发展，同时微流控芯片的加工方法也得到了很大的发展，在传统的光刻和刻蚀技术的基础上发展了软光刻、激光烧蚀法、热压法、注塑法和LIGA技术等新方法。对于微机械驱动系统的加工，硅和玻璃材料以其纯熟的加工工艺而占有很大的优势，但如果将该系统用于生物医药，它们并不一定是最优的选择。

微流控芯片与自动化系统相结合的意义：随着微流控芯片的不断深入和发展，该技术受到越来越多的关注，然而，用手持式移液工具来处理成百上千的生物样本就成为几乎不可能完成的任务，而用自动化系统处理液体比以往任何时候都显得更加重要。

因此，如何提供一种与高通量自动化相匹配的细胞微流控培养芯片，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种细胞微流控培养芯片，用于解决现有技术中微流控芯片不能与高通量自动化系统相匹配的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种细胞微流控培养芯片，包括：