用于单细胞捕获、培养和给药的集成微流控芯片及系统的制作方法
【专利摘要】针对现有技术中尚无能够同时实现单细胞的捕获、培养和批量化差异给药的集成微流控芯片，本发明提供了一种用于单细胞捕获、培养和给药的集成微流控芯片及系统，属于微流控芯片技术在细胞药理分析领域的应用。微流控芯片由自上而下依次封接的细胞捕获与培养单元、药物扩散单元和药物供给单元组成。微流控芯片的系统包括微流控芯片，荧光显微镜，图像处理设备和数字注射泵。其制备方法为，将三个单元分别在硅板上光刻出底板平面图形蚀出凹槽，再将液态的芯片材料倒入槽中，凝固后得到各个单元；再封接键合打孔，得到微流控芯片。本发明在一块集成微流控芯片上实现了对单细胞的捕获、培养和批量化差异给药三种功能于一身，且有效地避免了样品污染。
【专利说明】用于单细胞捕获、培养和给药的集成微流控芯片及系统
【技术领域】
[0001]本发明属于微流控芯片技术在细胞药理分析领域的应用，尤其是涉及一种用于单细胞捕获、培养和给药的集成微流控芯片及系统。
【背景技术】
[0002]当今社会，各种疾病尤其是癌症严重威胁着人类的健康。而单细胞级的研宄对于癌症、血液病、帕金森症、老年痴呆等重大疾病的研宄十分重要，因此，实现单细胞的捕获、培养、批量化差异给药，对于研宄药物高通量筛选，癌细胞等细胞的生长、转移、扩散以及术后判断等都具有重要的意义。
[0003]近年来，随着微机电技术与生命科学、分析化学等学科的迅猛发展，生物MEMS技术以及基于B1-MEMS技术的微全分析系统(u-TAS)正在逐渐成为科学家研宄的热点。微流控芯片将化学和生物等领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检测，细胞的分选、捕获、培养、给药、融合、裂解等基本操作单元集成在一小块芯片上，用以实现常规化学或生物实验室的各种功能，具有体积小、消耗试剂少、结果准确可靠、反应快速、轻便快捷、用后易于处理等优点。
[0004]Dino Di Carlo 等在 Lab Chip, 2006，6，1445 - 1449 中，利用软光刻技术和 PDMS 材料，设计制作了一种在单方向上带有U形微阱结构的多阵列单细胞捕获装置，该装置实现了单细胞的快速捕获；但是该研宄者对细胞捕获后的长期培养、批量化差异给药等方面的研宄没有指明。
[0005]Alison M Skelley 等在 Nature Methods, 2009，6 (2)，147-152 中，利用软光刻技术和PDMS材料，设计制作了一种前后两个方向各带有一个U形微阱的多阵列细胞捕获、配对、融合装置，该装置和荧光示踪技术相结合，可以观察捕获的细胞在U微阱内部进行配对和融合的动态全过程；但是该研宄者对于细胞的后续长期培养和批量化差异给药等方面的研宄没有给以指明。
[0006]Jing Zhu 等在 Sensors and Actuators A.215 (2014)，197-203 中，通过对 PDMS 微流控芯片中微阱几何结构和应力分布的调整，对单细胞或者多细胞捕获芯片中微阱的可调节性进行了研宄；但是该研宄者没有进行单细胞捕获后批量化差异给药方面的研宄。
[0007]申请号为CN201410141283.1的专利:一种单细胞分析用微流控芯片和系统及单细胞分析方法，设计了一种实现单细胞捕获、裂解、胞内成分分析的芯片系统；但是该集成芯片对于单细胞捕获的实现是通过设置垂直方向的捕获孔，靠的是重力驱动，过程不易操纵且容易对细胞造成损伤；该芯片在功能上不能实现单细胞捕获后的培养和批量化差异给药。
[0008]申请号为CN201110224663.8的专利:一种全血癌细胞捕获集成微流控芯片，设计了一种可以实现全血癌细胞分离、捕获的微流控芯片；该微流控芯片是一层单元结构，可以实现对多细胞的分离捕获，不能够实现单细胞的捕获、培养和批量化差异给药。
[0009]申请号为CN201180072343的专利:用于高通量分析的微流控细胞捕获和分析设备，设计了一种用于多细胞捕获和分析的微流控芯片单元，但是缺点在于该芯片在设计尺寸和结构原理上不能确保实现单细胞的捕获。
[0010]
【发明者】刘坤, 苏达, 刘存斌, 刘浩, 巴德纯 申请人:东北大学