用于中药组分对细胞迁移活动影响判定的装置的制作方法

本实用新型涉及中药实验器械领域，特别是涉及一种用于中药组分对细胞迁移活动影响判定的装置。
背景技术：
：中药现代化发展的基本任务是:继承、发展、创新、国际化，即继承传统中药理论,以现代科技进行系统研究,发展中药事业,开发机理明确的创新药物,建立与国际接轨的质量标准。组分中药是以传统中药经方为基础,在中药药效组分理论指导下,针对中药复方的功能和主治得出的精简中药化学组分,简称组分中药。组分中药化学成分明确、作用机理清楚且与临床疗效吻合。组分中药的特点有：(1)源于中药高于中药；(2)药效组分暨标准物质准确；(3)质量可控；(4)质量标准是临床疗效的表述，包括有效性、安全性和稳定性3项指标；(5)使用剂量小；(6)是中医药基本理论的延伸产物，有原创性的科学理论—“中药药效组分理论”为指导。组分中药正是中药现代化发展基本任务的集中体现。细胞迁移在众多生理、病理过程中扮演着重要的角色。在胚胎形成中，细胞迁移是在重要的形态形成过程中重复出现的主题。在免疫反应中，免疫细胞受感染灶释放趋化因子影响，有趋化因子的低浓度区(如血管壁)向高浓度区(感染灶火炎症区域)迁移，清除病原菌。细胞迁移同时也是恶性肿瘤形成的必备条件。肿瘤细胞从原发部位释放并侵入周围组织，然后进入血液循环或淋巴循环，通过在循环系统中转移及被远处器官的毛细血管床捕获从循环系统中迁移并选择位点开始生产。根据细胞迁移的目的不同可将其分为趋药性、趋触性、细胞侵袭、划痕迁移4大类。趋药性是指细胞基于对周围化学药品的喜好而做出对该化学信号靠近或远离的迁移活动。另一方面，微流控技术(Microfluidic)是一种针对极小量(10-9～10-18L)的流体进行操控的系统科学技术，以高通量、并行化为特征的微流控芯片技术作为一种新兴技术已广泛应用于化学和生命科学的研究中。随着微加工技术的发展，微流控芯片分析技术可将样品预处理、反应、分离、检测等分析步骤微型化到一个芯片上，以流体和阵列多通道的形式缩短分析时间，在低耗样量的状态下提供一个进行细胞生理、生化分析的微环境，具有快速分析、信息量大、制作成本低等优点，为大规模高通量药物筛选提供了一个绝佳的实验和检测技术平台，其优势在药物和天然产物活性成分的高通量高内涵筛选研究中尤为突出。影响细胞迁移的因素很多，传统方法和装置侧重于单因素对细胞迁移的影响，特别地是对于组分中药，忽略了浓度梯度在细胞迁移中扮演的作用，并且传统的体外筛选药物的模型忽略了血液流动对于靶细胞或靶细胞组织的影响。技术实现要素：本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而研究设计出一种用于中药组分对细胞迁移活动影响判定的装置，可用于不同浓度梯度的中药组分对细胞迁移活动影响的研究，该装置可实现中药组分的配比，形成多个不同浓度梯度的中药组分通道，并且可以模拟血液流动，同时消除了浓度梯度对细胞迁移的影响。本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种用于中药组分对细胞迁移活动影响判定的装置，包括微流芯控片和显微镜，所述微流芯控片通过显微镜载波片固定在显微镜的观察台上，所述微流芯控片包括主通道和不少于两个的细胞培养单元，每个细胞培养单元包括细胞培养腔和用于输送药液至所述细胞培养腔的支路微通道，细胞培养单元分布于所述主通道的一侧，且以并联的方式通过分流通道与所述主通道连通，所述主通道的另一侧，设置有带有注射微泵和微阀的进液口；所述主通道宽度、分流通道宽度和支路微通道宽度成正比例关系。进一步的，所述进液口设为两个，其中一个进液口设有高速注射微泵和微阀，另一个进液口设有低速注射泵和微阀。两个进液口设置的注射泵均可调节注射速度，高速注射微泵的极限注射速度高于低级注射泵的极限注射速度，两个注射微泵之间存在一个调节速度重叠的范围，使得两个注射泵可以给予左右两个进液口一样的流动速度，可以实现流入到每个细胞培养腔中的液体流速相同，且可根据实际需要，配合各个通道宽度比设置，调节注射速度从而调节初始流动速度，使得进入到细胞培养腔中的液体流速为实验所需要的值，如与动脉血液流动速度相同等等；另一方面，不同的注射速度使得进入到主通道的速度不同，从而进入到分流通道和支路微通道的速度均不同，这样存在进入到每个细胞培养腔中的液体流速不同，且可以调速使得每个液体流速分别对应不同血管内的血液流速，便于实验研究。进一步的，所述细胞培养腔的末端还设置有用于排除所述细胞培养腔中的液体的出液管。进一步的，所述主通道的长度不短于3mm。进一步的，每个细胞培养单元还设有连通细胞培养腔的细胞加载通道。进一步的，所述主通道宽度、分流通道宽度和支路微通道宽度比为25:10:1。进一步的，所述主通道宽度在0.1～1mm之间。有益效果在于：该装置可实现中药组分的配比，形成多个不同浓度梯度的中药组分通道，并且可以模拟血液流动，同时消除了血液流动和浓度梯度对细胞迁移的影响，可用于不同浓度梯度的中药组分对细胞迁移活动影响的研究。并且该微流控芯片，其制作简单，制作成本低，仅需实验室常规玻片及PDMS即可。利用该微流控芯片进行组分中药的浓度配比，能够实现连续的药物刺激、检测和数据分析等实验步骤，操作简便易行，缩短分析时间；能够解决中药组分研究配比研究成本高、效率低等缺点，且能够在细胞水平上并行化、高通量的评价对应不同组分配伍配比的药效学行为，为组分中药对细胞迁移影响的研究提供新的技术手段和研究模式。附图说明图1为本实用新型所述一种用于中药组分对细胞迁移活动影响判定的装置的结构示意图；图2为本实用新型所述一种用于中药组分对细胞迁移活动影响判定的装置的培养单元结构图；图3为本实用新型所述一种用于中药组分对细胞迁移活动影响判定的装置的微流控芯片；附图标记说明如下：a、微流控芯片；b、显微镜；b1、观察台；1、进液口；2、主通道；3、分流通道；4、支路微通道；5、细胞培养腔；6、细胞加载通道；7、出液管。具体实施方式下面结合附图对本实用新型作进一步说明：实施案例1：如图1所示，一种用于中药组分对细胞迁移活动影响判定的装置，包括微流芯控片a和显微镜b，所述微流芯控片a通过显微镜载波片固定在显微镜b的观察台b1上；如图2图3所示，所述微流芯控片包括主通道2和不少于两个的细胞培养单元，每个细胞培养单元包括细胞培养腔5和用于输送药液至所述细胞培养腔的支路微通道4，细胞培养单元分布于所述主通道2的一侧，且以并联的方式通过分流通道3与所述主通道2连通，所述主通道2的另一侧，设置有带有注射微泵和微阀的进液口1；所述主通道2宽度、分流通道3宽度和支路微通道4宽度成正比例关系。所述进液口1设为两个，其中一个进液口1设有高速注射微泵和微阀，另一个进液口1设有低速注射泵和微阀。如图2所示，所述细胞培养腔5的末端还设置有用于排除所述细胞培养腔5中的液体的出液管7，每个细胞培养单元还设有连通细胞培养腔5的细胞加载通道6，；所述进液口4与所述支路微通道3之间的所述主通道1的长度相等，均为5mm，这样各中药组分通过主通道2进入支路微通道4的量是相同的；所述进液口1处还包括有注射微泵和微阀，用于实现各中药组分或培养液的定时、定量注入，并且可以调节注射速度，使得每个通道内的流速不同；主通道2宽度、分流通道3宽度和支路微通道4宽度成正比例关系，主通道2宽度大于分流通道3，如此主通道2在进入到分流通道3时，流动液体受压，流动速度增加，同理，分流通道2进入支路微通道时流速亦会增加，其速度的比值等于个通道之间的宽度比，通过调节注射泵，给予一个初始速度如0.5cm/s，主通道2宽度、分流通道3宽度和支路微通道4宽度比为3：2:1，此时在支路微通道的流速为1.5cm/s，模拟了毛细血管中血液的流速，有效地减少了血液流动速度不同对中药组分对细胞迁移活动影响判定实验的影响。本实施例中设计的细胞培养腔结构的优点在于：1)便于细胞加载；2)便于细胞均匀的接受药物刺激；3)便于细胞进行灌流式培养；4)便于细胞分析；5)体外模拟血液流动；灌注式细胞培养系统是将细胞培养在流动环境中，通过外部液体灌流装置为细胞连续提供新鲜的培养液并移除代谢产物，相对于传统的静态培养方式，灌注式细胞培养系统不但减少培养液的手工更换步骤，同时可保证细胞培养环境的稳定性和无菌状态，并且可以模拟血液流动速度，消除血液流动不同对实验的影响。本实施例中采用灌流式细胞培养方式，微流控芯片的细胞培养腔结构的设计有利于细胞的灌流式培养。中药组分配伍微流控芯片与常用的细胞水平上的高通量药物筛选实验平台——微孔板(96孔板)相比，其最大的优点在于能够在一片芯片集成药物预处理及细胞培养模块，能够实现连续的药物刺激、检测和数据分析等实验步骤，操作简便易行，缩短分析时间；另外微流控芯片加工方法成熟，所需成本低。将同种中药组分分为A组和B组，其中A组浓度为100μg/ml，B组浓度为50μg/ml，分别从左右进液口1进入，通过主通道2、分流通道3和支路微通道4混合配比后进入各细胞培养腔，各细胞培养腔(从左往右)获得的配比如下表。表1同种中药组分不同浓度的配比细胞培养腔5.15.25.3中药组分浓度1007550实施案例2：微流控芯片的加工微流控芯片采用常规软蚀刻技术在实验室自行加工，最终构成玻璃-聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流控芯片。芯片加工的主要过程如下：将把设计好的芯片结构通过高分辨率打印机打印在透明胶片上得到掩膜，将掩膜图像通过光刻的方法转移到涂有SU-8负性光刻胶的基地上，曝光的部分发生聚合反应而保留，未曝光的部分被显影液溶解洗去，留下的图像就成为芯片复制的阳模；将PDMS预聚物倾倒在阳模上，固化，从而将涉及的芯片结构复制在PDMS上，通过氧等离子处理与玻璃片基底键合完成芯片的制作。通过上述实施案例，实现了一种用于中药组分对细胞迁移活动影响判定的装置，该装置可实现中药组分的配比，形成多个不同浓度梯度的中药组分通道，并且可以模拟血液流动，同时消除了血液流动和浓度梯度对细胞迁移的影响，可用于不同浓度梯度的中药组分对细胞迁移活动影响的研究。并且该微流控芯片，其制作简单，制作成本低，仅需实验室常规玻片及PDMS即可。利用该微流控芯片进行组分中药的浓度配比，能够实现连续的药物刺激、检测和数据分析等实验步骤，操作简便易行，缩短分析时间；能够解决中药组分研究配比研究成本高、效率低等缺点，且能够在细胞水平上并行化、高通量的评价对应不同组分配伍配比的药效学行为，为组分中药对细胞迁移影响的研究提供新的技术手段和研究模式。以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。当前第1页1 2 3