细胞培养芯片及单循环流体装置的制作方法

文档序号:31053438发布日期:2022-08-06 09:20阅读:116来源:国知局
细胞培养芯片及单循环流体装置的制作方法

1.本发明涉及细胞或器官等芯片培养领域,特别涉及一种细胞培养芯片及单循环流体装置。


背景技术:

2.在细胞或器官等生物芯片培养领域中,可以利用流体在细胞芯片上流动以模拟人体细胞或器官在血液流动下的环境。目前,传统的重力驱动方案大多采用将细胞或器官芯片置于摇床上,通过钟摆式或翘板式摇动使培养液在细胞或器官芯片上进行往返流动,从而模拟血液流动的效果,如申请号为:202110791120.8,发明名称为:一种腺相关病毒跨越血脑屏障模型的构建方法的公开专利中所公开的摇床及培养腔室,但是此种流动是往返两个方向来回流动,与真实的生物体内血液等体液的单向循环流动不符;除此之外,还有少部分可实现单向的流动的培养装置,比如采用驱动泵的形式,以实现单循环流动,如申请号为:202110823992.8,发明名称为:微流控细胞芯片和基于该细胞芯片的病毒分离培养方法的公开专利中,所公开的利用蠕动泵实现单向流动,但是由于需要额外的驱动泵,则成本较高。


技术实现要素:

3.本发明的主要目的是提出一种细胞培养芯片及单循环流体装置,旨在解决上述背景技术中提到的问题
4.为实现上述目的,本发明提出一种细胞培养芯片,包括:
5.底座,设有至少一对相对设置的储液室,所述储液室用于储存培养液,每个所述储液室均设有出液口和进液口,所述出液口仅允许培养液流出,所述进液口仅允许培养液流入,每对储液室之间均设有至少一个培养槽,所述培养槽用于培养细胞;
6.在每对储液室中,其中一个储液室的出液口通过所述至少一个培养槽连通另一个储液室的进液口,所述其中一个储液室的进液口连通所述另一个储液室的出液口。
7.在一实施例中,每个所述储液室的进液口均设有止回阀;
8.在每对储液室中,其中一个储液室的出液口通过所述至少一个培养槽连通另一个储液室进液口的止回阀,所述其中一个储液室进液口的止回阀连通所述另一个储液室的出液口。
9.在一实施例中,每个所述储液室进液口的高度均高于出液口的高度;
10.在每对储液室中,其中一个储液室的出液口通过所述至少一个培养槽连通另一个储液室的进液口,所述其中一个储液室的进液口连通所述另一个储液室的出液口。
11.在一实施例中,所述培养槽的两端均设有进液通道和出液通道,所述进液通道用于连通位于培养液流动方向上游的储液室的出液口,所述出液通道用于连通位于培养液流动方向下游的储液室的进液口。
12.在一实施例中,所述出液通道从所述培养槽的出口向上倾斜延伸至位于培养液流
动方向下游的储液室的进液口。
13.在一实施例中,所述培养槽的内底部从所述培养槽的进口向位于出口侧的储液室的进液口方向倾斜延伸,以使所述出液通道与所述储液室的内底部位于同一平面上。
14.在一实施例中,所述出液通道从所述培养槽的出口水平延伸至位于培养液流动方向下游的储液室进液口的竖直投影位置后,向上与所述进液口连通。
15.在一实施例中,所述出液通道的内底部设有至少一个阻流板,所述阻流板设于所述出液通道的水平延伸段,所述阻流板从所述出液通道的内底部向培养液流动方向倾斜设置。
16.在一实施例中,所述至少一个阻流板包括多个阻流板,所述多个阻流板在所述出液通道的内底部沿所述储液室至所述培养槽方向间隔设置,且所述多个阻流板的面积在培养液流动方向上逐渐减小。
17.在一实施例中,所述储液室的内底设有导流面,所述进液口位于所述导流面或与所述导流面邻接的内侧壁上,所述导流面从所述进液口一侧向所述出液口的一侧倾斜延伸。
18.在一实施例中,所述进液口设于所述导流面上,且所述进液口位于所述导流面远离所述培养槽一侧的边缘。
19.在一实施例中,所述导流面呈倒锥形向上扩散延伸。
20.在一实施例中,在每对储液室中,两所述出液口分别设于两所述储液室侧壁相对的区域。
21.在一实施例中,两所述出液口分别位于两所述储液室侧壁相对的区域的底部。
22.在一实施例中,在每对储液室中,两所述储液室的出液口均通过所述至少一个培养槽连通另一个储液室的进液口。
23.在一实施例中,所述培养槽的内底部在两侧储液室的连线方向上间隔设置有多个凹槽,所述凹槽用于放置培养细胞,所述凹槽的高度不高于所述进液通道在所述培养槽内的出口高度。
24.在一实施例中,所述凹槽从所述培养槽的底部贯穿至所述底座的下底面。
25.在一实施例中,所述底座的下底面设有定位槽,所述凹槽均位于所述定位槽内,所述定位槽用于从所述底座的底部定位透光贴膜。
26.在一实施例中,所述底座包括所述凹槽在内的预设范围区域由透光材料制成。
27.在一实施例中,所述至少一个培养槽包括多个培养槽,所述多个培养槽并列设置在两侧储液室的出液口和进液口之间。
28.在一实施例中,还包括盖板,所述盖板用于盖合两所述储液室及所述培养槽。
29.在一实施例中,所述盖板在盖合所述培养槽的区域设有观察窗。
30.在一实施例中,所述盖板在盖合所述培养槽的区域由透明材料制成。
31.在一实施例中,所述盖板在盖合所述储液室的板面上设有卡扣,所述盖板盖合时,两所述储液室在所述卡扣对应的位置设有卡勾。
32.在一实施例中,所述底座还设有固定孔,所述固定孔用于将所述底座固定在摇摆装置上。
33.在一实施例中,所述底座还设有流向标记。
34.本发明还提出一种单循环流体装置,包括上述任一项所述的细胞培养芯片和摇床。
35.在一实施例中,所述细胞培养芯片通过所述底座固定在所述摇床上。
36.本发明技术方案通过采用设置两个单流向储液室,并在两个储液室间之间设置培养槽,其中一个储液室的出液口连通另一个储液室的进液口,而另外一个出液口和进液口则通过培养槽连通,从而当在两个储液室以及培养槽所在平面摇摆时,由于两个储液室内的培养液只能从出液口流出,进液口流进,从而就实现了培养液在培养槽内的单向流动,而且在不断摇摆的过程中,两个储液室内的培养液还可以单向循环流动。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
38.图1为本发明细胞培养芯片一实施例的结构示意图。
39.图2为本发明细胞培养芯片另一实施例的结构示意图;
40.图3为图1中本发明细胞培养芯片又一实施例的结构示意图;
41.图4为图3中的细胞培养芯片的俯视图;
42.图5为图3中的细胞培养芯片的第一储液室的右视图;
43.图6本发明细胞培养芯片又一实施例的结构示意图;
44.图7为本发明细胞培养芯片中的储液室一实施例剖面图;
45.图8为本发明细胞培养芯片中的储液室另一实施例剖面图;
46.图9为本发明细胞培养芯片另一实施例的结构示意图;
47.图10为图3中的第二培养槽位于左侧的出液通道的截面图;
48.图11为本发明细胞培养芯片另一实施例的结构示意图;
49.图12为本发明细胞培养芯片另一实施例的结构示意图。
50.附图标号说明:
51.100-底座,110-固定孔,111-定位槽,200-储液室,210-第一储液室,211-第一进液口,212-第一出液口,213-第一导流面,214-第一水平底面,310-第二储液室,311-第二进液口,312-第二出液口,313-第二导流面,314-第二水平底面,400-培养槽,410-第一培养槽,420-第二培养槽,430-凹槽,440-进液通道,450-出液通道,460-内底部,500-回流通道,600-盖板,610-观察窗。
52.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
53.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
54.需要说明,若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
55.另外,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
56.本发明提出一种细胞培养芯片,该细胞培养芯片可以用来对细胞如贴壁细胞或者血管细胞等进行培养或者测试,以及,还可以用来对器官进行培养或者测试,本技术对与用来培养细胞还是器官,以及用来做培养测试或者细胞培养均不作限制。
57.在本发明实施例中,如图1所示,该细胞培养芯片包括底座100,底座100上设有至少一对相对设置的储液室200,每对储液室200之间至少设置一个培养槽400,两个储液室200均为单流向储液室200,即储液室200内的培养液只能从进液口流进,出液口流出。为了便于描述以下将左侧的储液室称为第一储液室210,其出液口和进液口分别称为第一出液口212和第一进液口211,右侧的储液室称为第二储液室310,其出液口和进液口分别称为第二出液口312和第二进液口311,第一储液室210和第二储液室310均设于底座100上,底座100用于安装在如摇床一样的摇摆装置上,从而使第一储液室210和第二储液室310,以及培养槽400能够跟随底座100做摇摆运动,第一储液室210和第二储液室310均用来放置培养细胞的培养液,培养槽400内用于放置培养细胞。由于两个储液室200内的培养液只能从出液口流出,进液口流进,从而就可以实现了培养液在培养槽400内的单向流动,而且两个储液室200内的培养液还可以往复循环,真实模拟了生物体内的体液单向循环流动。需要说明的是,在如图1中的实施例中,底座100上仅设置了一对相对设置的储液室200,此一对相对设置的储液室中仅设置了一个培养槽400,在其他实施例中,也可以是在底座100上设置多对相对设置的储液室200,并且在每对储液室200之间均至少设置一个培养槽400。
58.需要说明的是,在一些实施例中,不必如图1所示的形状和方式设置储液室和培养槽,例如将培养槽设置成弧形、螺旋形,再例如将储液室、培养槽设置在不同的高度,如一侧的储液室位于底板下侧(向下凹),另一侧的储液室位于底座的上方(向上凸),等等。
59.以下对如图1所示的仅设置一对储液室进行描述,若需要设置多对相对设置的储液时,可以参照此一对储液室及培养槽的设置方法进行设置。在本实施例中,对于两个储液室200来说,其进液口的高度高于出液口的高度,其中一个储液室200的出液口通过所述至少一个培养槽400连通另一个储液室200的进液口,所述其中一个储液室200的进液口连通所述另一个储液室200的出液口。具体地,培养槽400的两端分别连通第一储液室210的第一出液口212和第二储液室310的第二进液口311,而第一储液室210的第一进液口211则直接连通第二储液室310的第二出液口312,从而当第一储液室210、第二储液室310以及培养槽400跟随底座100摇摆时,当第一储液室210位于高处,第二储液室310位于低处时,位于第一储液室210内的培养液从第一储液室210的第一出液口212流向培养槽400,经过培养槽400内的培养细胞后流向第二储液室310的第二进液口311,在此过程中由于第一储液室210的
第一进液口211高度高于第一出液口212高度,所以控制合适的培养液储存量,就可以实现第一储液室210只有第一出液口212往右侧流出培养液,而第一进液口211则不会向右侧流出培养液;而当第二储液室310摇摆至高处,第一储液室210摇摆至低处时,培养液开始从第二储液室310的第二出液口312向第一储液室210的第一进液口211流动,即通过如图1所示的回流通道500流向第一储液室210,同样由于第二进液口311的高度高于第二出液口312,故而此时第二储液室310的第二进液口311并不会有培养液流向培养槽400,而当第一储液室210重新摇摆至高处时,则重新开始通过第一储液室210的第一出液口212向培养槽400内流进培养液,如此往复。在本实施例中,对于位于中间的培养槽400而言始终只有从左侧第一出液口212流向右侧第二进液口311一个方向的培养液,故而也就实现了模拟生物体内体液的单向流动环境,而且培养液还可以通过回流通道500在第一储液室210和第二储液室310内循环往复,使用起来更加的便利。
60.需要说明的是在上述实施例中,将培养槽400设置在了第一储液室210的第一出液口212与第二储液室310的第二进液口311之间,实现了从左向右的单向流动环境,在其他实施例中,还可以是将培养槽400设置在第一储液室210的第一进液口211和第二储液室310的第二出液口312之间,并将第一储液室210的第一出液口212与第二储液室310的第二进液口311连通,那么就可以实现从右向左的单向流动环境,本技术方案对于将培养槽400设置在第一储液室210的第一出液口212和第二储液室310的第二进液口311之间,还是设置在第一储液室210的第一进液口211和第二储液室310的第二出液口312之间不做限制,而且在其他实施例中,还可以是在第一储液室210的第一出液口212和第二储液室310的第二进液口311之间,以及在第一储液室210的第一进液口211和第二储液室310的第二出液口312之间均设置培养槽400,具体见后续实施例。
61.另外在上述如图1所示的实施例中,仅在第一储液室210的第一出液口212和第二储液室310的第二进液口311之间设置了一个培养槽400,在其他实施例中还可以设置多个培养槽400,如图2所示,在本实施例中,在第一储液室210的第一出液口212和第二储液室310的第二进液口311之间设置有三个培养槽400,三个培养槽400并列设置,三个培养槽400的进口和出口通过三叉管道连通第一储液室210的第一出液口212以及第二储液室310的第二进液口311,那么在左右摇摆的过程中,三个培养槽400均可以实现从左向右的单向流动环境。需要说明的是,本技术方案对培养槽400的数量不做限制,而且多个培养槽400即可以如图2所示的并列设置在第一储液室210的第一出液口212和第二储液室310的第二进液口311之间,也可以并列的设置在第一储液室210的第一进液口211和第二储液室310的第二出液口312之间。
62.在另一个实施例中,还可以在两个储液室200的进液口安装止回阀,止回阀安装的方向使培养液只能通过进液口进入储液室200,而不能通过进液口流出,从而两个储液室200内的培养液只能从出液口流向另一个储液室200的进液口,同样也可以实现单流向的环境模拟。比如如图1所示,在第一进液口211和第二进液口311均设置止回阀(图中未示出),第一出液口212连通培养槽400后,通过止回阀连通第二进液口311,第二出液口312通过第一进液口211处的止回阀连通第一进液口211,从而当培养液从培养槽400内流进第二储液室310后,由于第二进液口311位置设置了止回阀,从而不会回流至培养槽400内。同样若培养液从第二储液室310流进第一储液室210后,也只能通过第一出液口212流进培养槽400,
本实施例对出液口和进液口的高度不做限制。
63.如图3、图4所示,在另一个实施例中,第一储液室210和第二储液室310的出液口均通过至少一个培养槽400连通另一个储液室200的进液口,如图所示3,第一储液室210的第一出液口212和第二储液室310的第二进液口311之间通过第一培养槽410连通,第一储液室210的第一进液口211和第二储液室310的第二出液口312通过第二培养槽420连通,第一培养槽410和第二培养槽420均设于底座100之上,那么当进行摇摆时,当第一储液室210位于高处,第二储液室310位于低处时,第一储液室210内的培养液从第一出液口212流经第一培养槽410后通过第二储液室310的第二进液口311进入第二储液室310,此时第二培养槽420内并没有培养液流通;而当第二储液室310位于高处,第一储液室210位于低处时,第二储液室310内的培养液通过第二出液口312流经第二培养槽420并通过第一进液口211进入第一储液室210,随着摇摆不断重复进行上述过程,从而实现了第一培养槽410始终是模拟从左向右的单向流动环境,第二培养槽420始终是模拟从右向左的单向流动环境。同样在其他的实施例中还可以在第一储液室210的第一出液口212和第二储液室310的第二进液口311之间设置多个第一培养槽410,在第一储液室210的第一进液口211和第二储液室310的第二出液口312之间设置多个第二培养槽420,而多个第一培养槽410和多个第二培养槽420的连通结构均可参照图2所示的结构进行设置。
64.如图1所示,在另外一个实施中,所述培养槽400的两端设有进液通道440和出液通道450,所述进液通道440用于连通位于培养液流动方向上游的储液室的出液口,所述出液通道450用于连通位于培养液流动方向下游的储液室的进液口,比如图1所示的实施例中,储液室400的进液通道440与左侧的第一储液室210的出液口212连通,储液室400的出液通道450与右侧的第二储液室310的进液口311连通。
65.如图11所示,在另一个实施例中,所述出液通道450从所述培养槽400的出口向上倾斜延伸至位于培养液流动方向下游的储液室310的进液口311。如图所示,在本实施例中,位于右侧的第二储液室310的进液口311位于侧壁上,培养槽400的出液通道450从培养槽400的出口直接向上延伸至位于侧壁上的进液口311,从而在摇摆时,当向上倾斜的出液通道450摇摆至向第二储液室310方向倾斜时,位于出液通道450内的培养液能够全部进入第二储液室310,进而保证没有培养液从出液通道450回流至培养槽400。当然,在其他实施例中,出液通道450也可以直接从培养槽的出口出向上延伸穿过第二储液室310的侧壁后,延伸至第二储液室310的内部。
66.如图12所示,在另一个实施例中,所述培养槽400的内底部460从所述培养槽400的进口向位于出口侧的储液室310的进液口311方向倾斜延伸,以使所述出液通道450与所述培养槽400的内底部位于同一平面上。在上一实施例中,出液通道450从培养槽400的出口开始向上延伸至培养液流动方向下游的储液室310的进液口311,在本实施例中则设置为,将培养槽400的内底部460设置为斜面,并从培养槽400的进口开始直接向出口侧的储液室310进液口倾斜(培养细胞放置在内底部460上培养,培养液从内底部460流过),从而培养槽400的内底部460以及出液通道450均在同一个平面上,且向上倾斜延伸至储液室310的进液口311,同样也可以保证培养槽400以及出液通道450内的培养液均流进储液室310,从而防止倒流。
67.如图1所示,在另一个实施例中,所述出液通道450从所述培养槽400的出口水平延
伸至位于培养液流动方向下游的储液室进液口的竖直投影位置后,向上与所述进液口连通。如图1所示,培养槽400的出液通道450首先水平向右延伸至储液室310的内部,然后在向上延伸与进液口311连通。
68.如图10所示,在另一个实施例中,所述出液液通道450的底部设有至少一个阻流板451,所述阻流板451设于所述出液通道450的水平延伸段,所述阻流板451从所述出液通道450的底部向培养液流动方向倾斜设置。其中图10为图3中的第二培养槽420位于左侧的出液通道450的截面图,进行摇摆时,当第二储液室310摇摆至高处,第一储液室210摇摆至低处时,培养液从第二储液室310经过第二培养槽420的出液通道450进入第一储液室210,那么在继续摇摆至第一储液室210的高度高于第二储液室310的高度时,出液通道450还可能残存有一分部培养液没有进入第一培养槽210,此时就有回流至第二培养420的风险,故而在出液通道450的底部设置阻流板451,就能够阻挡残存的培养液,防止回流至第二培养槽420。需要说明的时,在本实施例中,阻流板是向第一储液室210弯曲弧形板,在其他实施例中,也可以是向第一储液室210倾斜的平板,本技术方案对阻流板451的形状不做限制。当然,对于第一培养槽410来说,其出液通道内的阻流板则向第二储液室倾斜,以防止出液通道内的培养液回流至第一培养槽410。
69.继续参照图10,在另一个实施例中,所述至少一个阻流板451包括多个阻流板,所述多个阻流板451在所述出液通道的底部沿所述储液室至所述培养槽方向间隔设置,且所述多个阻流板的面积在培养液流动方向逐渐减小。在本实施例中,设置多个阻流板能够提高阻挡培养液的数量,比如图10所示,从第一储液室210至第二培养槽420之间设置了三个阻流板451,且面积逐渐增大,当第一储液室210摇摆至高处时,位于出液通道450内的培养液首先在第一个阻流板出汇聚,当培养液从第一阻流板溢出时还可以被第二阻流板继续阻挡,如果继续从第二个阻流板溢出,第三个阻流板还能够继续对其进行隔挡,从而防止培养液回流至第二培养槽420。多个阻流板451逐渐增大,不仅能够多重防止回流,还能提高阻挡的培养液的最大数量。
70.在另一个实施例中,如图3、图5所示,所述储液室200的内底设有导流面213,所述进液口211位于所述导流面213或与所述导流面213邻接的内侧壁上,所述导流面213从所述进液口211一侧向所述出液口212的一侧向下倾斜延伸。如图5所示,图5为图3中的第一储液室210的右视图,第一储液室210的底部包括第一导流面213(为了便于理解,以下将第一储液室210中的导流面称为第一导流面213,将第二储液室310中的导流面称为第二导流面313),其中第一出液口212从第一储液室210的外侧壁的底部向内延伸至第一储液室210的内底部,第一进液口211位于第一导流面213上,由于第一导流面213是从第一出液口212向上倾斜延伸的,故而第一进液口211的高度必定高于第一出液口212的高度,那么在摇摆过程中,当第一储液室210位于低处时,从第二储液室310的第二出液口312流出来的培养液经过第二培养槽420后,从第一进液口211进入,然后经过第一导流面213就可以在第一储液室210的第一出液口212处汇聚,当第一储液室210摇摆至高处时,就可以直接从第一储液室210的第一出液口212向外流出。在本实施例中,将进液口设在导流面上,比如可以从导流面向下延伸至底座100的高度,然后在向中间的培养槽400方向延伸并与培养槽400连通,在其他实施例中,也可以将进液口设置在与导流面邻接的内侧壁上,这样从进液口进入的培养液可以沿内侧壁流向导流面,而后再向出液口汇聚。
71.在另一个实施例中,如图3所示,所述导流面与两所述储液室200的连线平行。如图3所示,其中第一储液室210中的内底部设有第一水平底面214和第一导流面213,第二储液室310中的内底部设有第二水平底面314和第二导流面313,且第一导流面213和第二导流面313均与第一储液室210和第二储液室310的连线平行,当图3中的底座100左右摇摆,无论是第一储液室210摇摆至低处,还是第二储液室310摇摆至低处,从第一进液口211或第二进液口311进入的培养液均可以向对侧的第一水平底面214处的第一出液口212或者第二水平底面314处的第二出液口312汇聚,从而当摇摆至高处时方便将储液室200内的培养液顺利的从出液口流出。在其他实施例中,储液室200的底部还可以不设置水平底面,仅设置导流面,如图7所示,以第一储液室210为例,第一储液室210的内底面为整体倾斜的第一导流面213,而第一出液口212位于第一导流面213的最下方。
72.继续参照图3,在另一个实施例中,进液口设于导流面上,且进液口位于所导流面远离所述培养槽400一侧的边缘。以左侧的第一储液室210为例,第一出液口212从右侧壁连通至第一储液室210,第一进液口211设置在第一导流面213靠近左侧壁的位置,从而在当第一储液室210摇摆至高处时,第一进液口211相对位于更高的位置,进一步防止第一储液室210内的培养液从第一进液口211流出,而且在一定程度上提高了第一储液室210可以储存培养液的最大数量。同样对于位于右侧的第二储液室310而言,第二进液口311设置在第二导流面313靠近右侧壁的边缘,那么当第二储液室310摇摆至高处时,第二进液口311位于较高的位置,从而防止第二储液室310内的培养液从第二进液口311流出,同样在一定程度上也提高了第二储液室310可以储存培养液的最大数量。
73.在另一个实施例中,如图8所示,以第一储液室210为例,所述第一导流面213呈倒锥形向上扩散延伸,比如第一储液室210的内底部为漏斗形状,漏斗形状的内底一周均为导流面,第一出液口212从侧壁连通至漏斗形状的最底部。另外在其他实施例中,第一导流面213还可以为圆锥面的漏斗状,也可以为棱锥面的漏斗状。
74.在另一个实施例中,两所述储液室200的出液口分别位于两所述储液室200侧壁相对的区域上。如图3所示,第一储液室210和第二储液室310间隔设置,第一出液口212和第二出液口312分别位于两储液室200位于内侧相对的两侧壁上,这样两个储液室200的出液口则分别朝向另外一个储液室200,从而在摆动的时候,方便两个储液室200内的培养液从各自的出液口流出。需要说明的时,当储液室的形状为圆柱形,或者球形时,两个储液室侧壁相对的区域为非平面,此时把出液口设置在两个储液室侧壁相靠近的区域即可。在另一个实施例中,还可以将两个出液口设置在两储液室200侧壁相对的区域的底部,那么两出液口就可以直接连通至各自储液室200的内底部,从而培养液可以从出液口全部流出。在进行安装的时候,也可以是由两个相同的储液室200,先将其中一个如左侧的第一储液室210的第一出液口212朝向右设置,另一个向另一侧平移至合适的距离,然后围绕储液室200的中心轴旋转180
°
即可。
75.如图4所示,在另一个实施中,所述培养槽400的内底部在两所述储液室200的连线方向上间隔设置有多个凹槽430,所述凹槽430用于放置培养细胞,所述凹槽430的高度不高于所述进液通道440在所述培养槽内的出口高度。如图4,第一储液室210和第二储液室310之间共设置了两个培养槽400(第一培养槽410和第二培养槽420),每个培养槽400内具有六个凹槽430,六个凹槽430在第一储液室210和第二储液室310之间一字排开,而且相邻的两
个凹槽430彼此间隔,每个凹槽430均用于放置培养细胞。那么在进行摇摆的时候对于第一培养槽410来说,培养液从左侧依次经过六个凹槽430,对于第二培养槽420来说,培养液从右侧依次经过六个子凹槽430,此种设置可以提高细胞芯片培养的效率。另一方面,凹槽430的高度不高于所述进液通道440在所述培养槽内的出口高度,比如,培养槽400内的凹槽430从培养槽400的内底向下凹陷,那么位于培养槽400两端的进液通道440和出液通道450可以直接通向培养槽400的底部即可,从而进入培养槽400的培养液可以直接从凹槽430内的培养细胞上流过。
76.如图9所示,在另外一个实施中,所述凹槽430从所述培养槽400的底部贯穿至所述底座100的下底面,所述底座100的下底面设有透光贴膜,所述透光贴膜用于放置所述培养细胞。将培养槽400底部用于放置培养细胞的凹槽430设置成贯穿底座100的结构,并在底座100的下侧设置透光细胞贴膜,从而在使用时,首先将透光贴膜贴在底座100的下底面,然后在向凹槽430中放置培养细胞,那么在进行培养的时候透光贴膜可以将光线透射到凹槽430内,以便更好的培养细胞。
77.如图9所示,在另外一个实施例中,所述底座100的下底面设有定位槽111,所述凹槽430均位于所述定位槽111内,所述定位槽111用于从所述底座100的底部定位透光贴膜。设置定位槽111方便贴装透光贴膜。
78.在另一个实施例中,也可以采用透光材料来制作底座100,从而整个底座100均为透光的,那么此时培养槽400的凹槽430就不需要贯穿整个底座100,而且底座100下方也无需设置透光贴膜。或者仅在底座100朝向凹槽430的区域使用透光材料制作也可。
79.如图6、图9所示,在另一个实施例中,该装置还包括盖板600,所述盖板600用于盖合两所述储液室200及所述培养槽400,如图6所示,盖板600位于第一储液室210和第二储液室310以及中间的培养槽400的上方,并盖合第一储液室210和第二储液室310以及中间的培养槽400,在摇摆的过程中,使用盖板600将储液室200及培养槽400盖合,可以防止灰尘、杂物进入。
80.在另一个实施例中,还可以在盖板600盖合培养槽400的区域设置观察窗,比如透明的观察窗,从而方便工作人员通过观察窗610查看细胞芯片的培养状况。
81.在另一个实施中,所述盖板600在盖合所述培养槽400的区域为透明材料制成,此时则无需设置观察管。
82.如图9所示,在另一个实施中,所述盖板600在盖合所述储液室200的板面上设有卡扣,所述盖板600盖合时,两所述储液室200在所述卡扣对应的位置设有卡勾(图中未示出)。采用卡扣和卡勾的盖合方式,一方面方便拆卸,另一方面盖合严密可以防止在摇摆过程中培养液溢出。
83.在另一个实施例中,如图3和图4所示,所述底座100还设有固定孔110,所述固定孔110用于将所述底座100固定在摇摆装置上。例如图3和图4所示,可以在底座100的四个角上任选三个角并设置固定孔110,用来和摇摆装置上的固定销进行定位及固定,提高摇摆过程中的稳定性,当然在其他实施例中,也可以设置四个固定孔110,或者更多个固定孔110。
84.在另一个实施例中,所述底座100还设有流向标记。比如在如图3所示的细胞培养芯片包含了第一培养槽410和第二培养槽420,两个培养槽400内的流向不同,可以在底座100上设置流向标记,以避免混淆流向。如将底座100四个角的其中一个角设置成圆角,或者
在其中一端设置划线标记等等。
85.本发明还提出一种单循环流体装置,该装置包括上述任一实施例中的细胞培养芯片和摇床。由于本方案包含上了上述任一实施例中的细胞培养芯片,故而本装置也具备上述细胞培养芯片的全部有益效果。
86.在一实施例中,细胞培养芯片通过底座100固定在摇床上,摇床带动细胞培养芯片进行做摇摆动作,从而细胞培养芯片可以持续的进行模拟单向流动。
87.在一实施例中,还可以在摇床上设多个细胞培养芯片,从而多个细胞培养芯片就可以在摇床的作用的均进行单流向的细胞培养,实现多通量、大规模的细胞培养。
88.在一实施例中,摇床可以是钟摆式摇床,在其他实施例中还可以是翘板式摇床。
89.以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
90.通过以上描述,本技术实施例提供以下技术方案,但不仅限于此:
91.1.一种细胞培养芯片,包括:
92.底座,设有至少一对相对设置的储液室,所述储液室用于储存培养液,每个所述储液室均设有出液口和进液口,所述出液口仅允许培养液流出,所述进液口仅允许培养液流入,每对储液室之间均设有至少一个培养槽,所述培养槽用于培养细胞;
93.在每对储液室中,其中一个储液室的出液口通过所述至少一个培养槽连通另一个储液室的进液口,所述其中一个储液室的进液口连通所述另一个储液室的出液口。
94.2.如技术方案1所述的细胞培养芯片,每个所述储液室的进液口均设有止回阀;
95.在每对储液室中,其中一个储液室的出液口通过所述至少一个培养槽连通另一个储液室进液口的止回阀,所述其中一个储液室进液口的止回阀连通所述另一个储液室的出液口。
96.3.如技术方案1或2所述的细胞培养芯片,每个所述储液室进液口的高度均高于出液口的高度;
97.在每对储液室中,其中一个储液室的出液口通过所述至少一个培养槽连通另一个储液室的进液口,所述其中一个储液室的进液口连通所述另一个储液室的出液口。
98.4.如技术方案1-3任一项所述的细胞培养芯片,所述培养槽的两端均设有进液通道和出液通道,所述进液通道用于连通位于培养液流动方向上游的储液室的出液口,所述出液通道用于连通位于培养液流动方向下游的储液室的进液口。
99.5.如技术方案1-4任一项所述的细胞培养芯片,所述出液通道从所述培养槽的出口向上倾斜延伸至位于培养液流动方向下游的储液室的进液口。
100.6.如技术方案1-5任一项所述的细胞培养芯片,所述培养槽的内底部从所述培养槽的进口向位于出口侧的储液室的进液口方向倾斜延伸,以使所述出液通道与所述储液室的内底部位于同一平面上。
101.7.如技术方案1-6任一项所述的细胞培养芯片,所述出液通道从所述培养槽的出口水平延伸至位于培养液流动方向下游的储液室进液口的竖直投影位置后,向上与所述进液口连通。
102.8.如技术方案1-7任一项所述的细胞培养芯片,所述出液通道的内底部设有至少
一个阻流板,所述阻流板设于所述出液通道的水平延伸段,所述阻流板从所述出液通道的内底部向培养液流动方向倾斜设置。
103.9.如技术方案1-8任一项所述的细胞培养芯片,所述至少一个阻流板包括多个阻流板,所述多个阻流板在所述出液通道的内底部沿所述储液室至所述培养槽方向间隔设置,且所述多个阻流板的面积在培养液流动方向上逐渐减小。
104.10.如技术方案1-9任一项所述的细胞培养芯片,所述储液室的内底设有导流面,所述进液口位于所述导流面或与所述导流面邻接的内侧壁上,所述导流面从所述进液口一侧向所述出液口的一侧倾斜延伸。
105.11.如技术方案1-10任一项所述的细胞培养芯片,所述进液口设于所述导流面上,且所述进液口位于所述导流面远离所述培养槽一侧的边缘。
106.12.如技术方案1-11所述的细胞培养芯片,所述导流面呈倒锥形向上扩散延伸。
107.13.如技术方案1-12任一项所述的细胞培养芯片,在每对储液室中,两所述出液口分别设于两所述储液室侧壁相对的区域。
108.14.如技术方案1-13任一项所述的细胞培养芯片,两所述出液口分别位于两所述储液室侧壁相对的区域的底部。
109.15.如技术方案1-14任一项所述的细胞培养芯片,在每对储液室中,两所述储液室的出液口均通过所述至少一个培养槽连通另一个储液室的进液口。
110.16.如技术方案1-15任一项所述的细胞培养芯片,所述培养槽的内底部在两侧储液室的连线方向上间隔设置有多个凹槽,所述凹槽用于放置培养细胞,所述凹槽的高度不高于所述进液通道在所述培养槽内的出口高度。
111.17.如技术方案1-16任一项所述的细胞培养芯片,所述凹槽从所述培养槽的底部贯穿至所述底座的下底面。
112.18.如技术方案1-17所述的细胞培养芯片,所述底座的下底面设有定位槽,所述凹槽均位于所述定位槽内,所述定位槽用于从所述底座的底部定位透光贴膜。
113.19.如技术方案1-18任一项所述的细胞培养芯片,所述底座包括所述凹槽在内的预设范围区域由透光材料制成。
114.20.如技术方案1-19任一项所述的细胞培养芯片,所述至少一个培养槽包括多个培养槽,所述多个培养槽并列设置在两侧储液室的出液口和进液口之间。
115.21.如技术方案1-20任一项所述的细胞培养芯片,还包括盖板,所述盖板用于盖合两所述储液室及所述培养槽。
116.22.如技术方案1-21任一项所述的细胞培养芯片,所述盖板在盖合所述培养槽的区域设有观察窗。
117.23.如技术方案1-22任一项所述的细胞培养芯片,所述盖板在盖合所述培养槽的区域由透明材料制成。
118.24.如技术方案1-23任一项所述的细胞培养芯片,所述盖板在盖合所述储液室的板面上设有卡扣,所述盖板盖合时,两所述储液室在所述卡扣对应的位置设有卡勾。
119.25.如技术方案1-24任一项所述的细胞培养芯片,所述底座还设有固定孔,所述固定孔用于将所述底座固定在摇摆装置上。
120.26.如技术方案1-25任一项所述的细胞培养芯片,所述底座还设有流向标记。
121.27.一种单循环流体装置,包括如技术方案1-26任一项所述的细胞培养芯片和摇床。
122.28.如技术方案27所述的单循环流体装置,所述细胞培养芯片通过所述底座固定在所述摇床上。
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