[发明专利]一种多细胞多微环境多微生态因子高通量精准对比分析与设计用微纳流控阵列芯片反应器

摘要

一种多细胞多微环境多微生态因子高通量精准对比分析与设计用微纳流控阵列芯片反应器，采用嵌入式结构，两层PDMS板通过十字管道键合。PDMS A板通过输入口与微纳流控管道构成“两输入，四输出”、“三输入，四输出”结构，将3种不同因子与缓冲溶液混合成64种含因子1、因子2与因子3的混合溶液。每一个含三种因子的溶液输出口与3个细胞悬浮液输入口连通。每种细胞由PDMS B板的输入口输入，通过两层板连通口流进对应细胞培养室，同一微环境下：对不同列细胞培养室实现3种不同细胞的平行培养；对同一列细胞培养室实现三个同种细胞平行培养。本发明用于监控在多微环境、多微生态因子影响与控制因子动态浓度刺激下多细胞状态与命运的实验研究与检测分析。

主权项

1.一种多细胞多微环境多微生态因子高通量精准对比分析与设计用微纳流控阵列芯片反应器，其特征在于，所述的微纳流控阵列芯片反应器能够快速精确地生成含3种溶解性因子的64种梯度浓度的溶液，并对3种细胞进行平行培养；该微纳流控阵列芯片反应器采用嵌入式结构，由两层聚二甲基硅氧烷PDMS板和一块玻璃片组成，两层PDMS板之间通过“十字管道”键合后，与玻璃片键合在一起，从上到下依次是PDMS B板、PDMS A板、玻璃片，两层板上有特定因子溶液输入口和特定的细胞输入口；所述的PDMS A板包括混合器、细胞培养室，上半部分是混合器，下半部分是细胞培养室；根据微纳流控管道输入口的位置，将该板分为A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、H、I、J十三层，以此来对各输入口进行标示；所述PDMS A板上的混合器包括1个缓冲液输入口A1、1个因子1输入口A2、4个缓冲液输入口B3、4个因子2输入口B4、16个缓冲液输入口C5、16个因子3输入口C6及64个含因子1、因子2与因子3溶液输出口D7；缓冲液与因子1溶液经由两个输入口(缓冲液输入口A1、因子1溶液输入口A2)构成的一个“两输入，四输出”结构，混合形成4种不同浓度的含因子1的混合溶液；缓冲液、每种浓度的含因子1的溶液与因子2溶液经由1个“两输入，四输出”结构的输出口及2个输入口(缓冲液输入口B3、因子2溶液输入口B4)构成的一个“三输入，四输出”结构，混合形成4种不同浓度的含因子1与因子2的混合溶液；4种不同的浓度的含因子1的溶液经由“三输入，四输出”结构最终可混合成16种不同的浓度的含因子1与因子2的混合溶液；缓冲液、每种浓度的含因子1与因子2的溶液与因子3溶液经由1个“三输入，四输出”结构的输出口及2个输入口(缓冲液输入口C5、因子3溶液输入口C6)构成的一个“三输入，四输出”结构，可混合成4种不同浓度的含因子1、因子2与因子3的混合溶液；16种不同的浓度的含因子1与因子2的混合溶液经由“三输入，四输出”结构最终可混合成64种含因子1、因子2与因子3的溶液，形成64个含因子1、因子2与因子3的溶液输出口D7；所述细胞培养室包括64个细胞悬浮液1输入口E8、64个细胞悬浮液2输入口F9、64个细胞悬浮液3输入口G10、64列细胞1培养室H11、64列细胞2培养室I12、64列细胞3培养室J13；每一个含因子1、因子2与因子3的溶液输出口D7与3个细胞悬浮液输入口通过微纳流控管道相连通，保证3种细胞可平行培养在同种浓度含因子1、因子2与因子3的混合溶液构成微环境下；64个含因子1、因子2与因子3的混合溶液输出口D7共与192个细胞悬浮液输入口相连通，每一个细胞悬浮液输入口通过微纳流控管道与一列细胞培养室相连通，保证同种细胞可平行培养在同种浓度含因子1、因子2与因子3的混合溶液构成微环境下；所述的PDMS B板包括4个溶液分散管道结构、3个细胞悬浮液分散管道结构；所述的4个溶液分散管道结构包括2个缓冲溶液均分微纳流控结构、因子2溶液均分微纳流控结构与因子3溶液均分微纳流控结构；根据管道输入口的位置，将PDMS B板分为K、L、M、N、O、P、Q七层，以此来对各输入口进行标示；所述缓冲溶液均分微纳流控结构输入口K14对应4个与PDMS A板相连通的输出口；因子2溶液均分微纳流控结构输入口L15对应4个与PDMS A板相连通的输出口；缓冲溶液均分微纳流控结构输入口M16对应16个与PDMS A板相连通的输出口；因子2溶液均分微纳流控结构输入口N17对应16个与PDMS A板相连通的输出口；细胞1悬浮液均分微纳流控结构输入口O18对应64个与PDMS A板相连通的输出口，且与细胞1悬浮液输入口E8一一对应并相连；细胞2悬浮液均分微纳流控结构输入口P19对应64个与PDMS A板相连通的输出口，且与细胞1悬浮液输入口F9一一对应并相连；细胞3悬浮液均分微纳流控结构输入口Q20对应64个与PDMS A板相连通的输出口，且与细胞1悬浮液输入口G10一一对应并相连；上述提及的所有管道均为微纳流控管道。