控细胞培养芯片的主体结构。
[0027]本发明提供了一种新型的仿生微流控细胞培养芯片，保证了细胞培养腔室中的流体速度、压力分布和溶液浓度的稳定性，为细胞培养创造了一个稳定、均衡的微环境。
[0028]下面以肺癌细胞HL160的培养为例，对如何利用该芯片进行细胞培养加以说明。结合附图如下。
[0029]该仿生微流控细胞培养芯片的流体主流道高为60 μ m，宽为200 μ m，细胞培养腔内切圆的直径为500 μπι。细胞培养腔的周围有微柱阵列，微柱的尺寸为ΙΟΟμ??ΧΙΟΟμπ? ;由于本芯片针对的是肺癌大细胞，细胞的直径约为8 μπι，微柱之间的狭缝的宽度为5 μπι，该狭缝的宽度小于细胞的直径，该结构可以将细胞固定在培养池内部，保证细胞在培养池内部生长，而细胞培养液和药物等液体可以通过狭缝自由流通。
[0030]芯片制作:采用具有良好的生物相容性与气体通透性的PDMS材料，采用光刻技术、干法刻蚀技术制作硅模具；然后采用浇注法制作出含有微通道结构的PDMS基片和未带有微结构的盖片；在盖片上相应位置打出培养基进样孔、细胞进样孔和废液出口；最后用氧等离子体键合工艺将基片和盖片不可逆的封接到一起，同时将PDMS薄层覆盖在细胞入口处，制得完整的仿生微流控细胞培养芯片。
[0031]芯片处理:首先向芯片内部注入无水乙醇，待芯片通道内充满无水乙醇后，静置片亥IJ，用蒸馏水冲净后，置于高压灭菌蒸锅内进行12rC、20min高压灭菌处理，高压灭菌后冷却，紫外照射30min备用。
[0032]细胞培养:微流控芯片体系所有组件均需无菌处理，包括芯片、硅胶连接管(高压灭菌)及注射栗(紫外线照射过夜)。取灭菌后的芯片冷却，于无菌超净台上吸出通道内的液体放入无菌培养皿中。用PBS (phosphate buffered saline)缓慢清洗通道两次，取普通培养瓶中处于对数生长期的细胞，lOOOrpm离心5min，弃去培养液，再用全培养液配制成浓度为5X106个/ml的细胞悬浮液。将枪头减掉少许，使之与细胞进样孔口径大小一致，分别吸入少量细胞悬浮液缓慢注入芯片通道，再将芯片放入无菌培养皿中，于37°C、5% C02培养箱中常规培养，待细胞贴壁后，将注射栗与培养基入口相连，为细胞培养持续提供培养基，流速0.5 μ 1/min，并向培养皿中注入少许无菌PBS保持培养皿湿化，持续培养3天。待细胞生长增殖到充满整个培养池后，取出细胞，进行后续实验。
[0033]该发明的仿生微流控细胞培养器件为细胞的生长提供了更接近细胞体内生长环境的微环境，为细胞进行药物筛选提供了条件。
[0034]本发明构建的仿生微流控细胞培养芯片能够为细胞的生长提供稳定的微环境，更接近体内真实的生活环境，同时能够很好地控制细胞在芯片内的生长分布，有效地解决阵列芯片细胞分布无序的难题。该仿生微流控细胞培养芯片可用于一些与细胞相关的研究，如细胞药物的低成本快速筛选。
【主权项】
1.一种仿生微流控细胞培养芯片，其特征在于，未带微结构的盖片层和流体通道层封合后构成仿生微流控细胞培养芯片整体结构，未带微结构的盖片层上从一端到另一端设置培养液进液口、细胞进样孔和废液出液口，三者依次与流体通道层上的储液池、细胞培养腔和废液池垂直对应；流体通道层包括储液池、主流道、微柱阵列、细胞培养腔和废液池，主流道用于连通储液池、细胞培养腔和废液池，细胞培养腔由微柱阵列包围，微柱间留有小于细胞直径的间隙，细胞培养腔周围的微柱阵列形状和细胞培养池的形状保持一致；细胞进样孔遮盖层覆盖在未带微结构的盖片层的细胞进样孔上，形成完整的仿生微流控细胞培养芯片。2.根据权利要求1所述的仿生微流控细胞培养芯片，其特征在于，所述的细胞培养腔的形状为四边形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十边形或圆形。3.根据权利要求1或2所述的仿生微流控细胞培养芯片，其特征在于，所述的主流道的高为 60 μ m ?100 μ m，宽为 200 μ m ?400 μ m。4.根据权利要求1或2所述的仿生微流控细胞培养芯片，其特征在于，所述的细胞培养腔的内切圆直径为0.5mm?2mm。5.根据权利要求3所述的仿生微流控细胞培养芯片，其特征在于，所述的细胞培养腔的内切圆直径为0.5mm?2_。6.根据权利要求1、2或5所述的仿生微流控细胞培养芯片，其特征在于，组成微柱阵列的微柱边长为100 μ m?500 μ m，微柱之间狭缝的宽度为5 μ m?20 μ m。7.根据权利要求3所述的仿生微流控细胞培养芯片，其特征在于，组成微柱阵列的微柱边长为100 μ m?500 μ m，微柱之间狭缝的宽度为5 μ m?20 μ m。8.根据权利要求4所述的仿生微流控细胞培养芯片，其特征在于，组成微柱阵列的微柱边长为100 μ m?500 μ m，微柱之间狭缝的宽度为5 μ m?20 μ m。9.根据权利要求1、2、5、7或8所述的仿生微流控细胞培养芯片，其特征在于，所述的仿生微流控细胞培养芯片所用的材料为聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或玻璃。10.根据权利要求6所述的仿生微流控细胞培养芯片，其特征在于，所述的仿生微流控细胞培养芯片所用的材料为聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯或玻璃。
【专利摘要】本发明提供了一种仿生微流控细胞培养芯片。该仿生微流控细胞培养芯片基于双子叶植物网状脉中的水分输运特性，包括一条主流道(6)和位于主流道内部的细胞培养腔(9)结构。该细胞培养腔(9)通过与培养腔形状一致的微柱阵列(8)和主流道隔离开来；该微柱阵列(8)之间的狭缝宽度由所培养细胞的尺寸决定。本发明通过微柱阵列之间的狭缝以对流扩散的方式为细胞培养腔输运细胞培养液，避免了细胞培养液对细胞表面造成直接的冲击，减小了细胞培养液对细胞的影响，为细胞体外培养提供了一个稳定的微环境，保证细胞研究的精确性。
【IPC分类】C12M3/00
【公开号】CN105349420
【申请号】CN201510857115
【发明人】李经民, 马亚会, 刘冲, 魏娟, 刘海侠
【申请人】大连理工大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月27日