一种多层屏障仿生芯片及其应用和集成系统

文档序号:37544155发布日期:2024-04-08 13:46阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种多层屏障仿生芯片,从下至上依次包括微通道层、多孔膜层、上腔室层和顶盖层,其特征在于,微通道层与上腔室共用流体空间并提供下层细胞培养的空间,在多孔膜层、上腔室层上设有通孔与微通道连通,所述多孔膜层设有孔径为8-15μm的多孔膜,所述上腔室层设有若干细胞培养腔室,细胞培养腔室的底部为多孔膜层的多孔膜,所述顶盖层对上腔室层进行封盖,并对上腔室层的通孔进行密封,在所述微通道层与上腔室层分别培养模拟关键功能界面内侧和外侧的细胞。

2.根据权利要求1所述的多层屏障仿生芯片,其特征在于,所述微通道层为玻璃材质,微通道高度不低于40μm,长度与芯片的上腔室层相对应,所述多孔膜层由下部的聚二甲基硅氧烷pdms孔板和上部的玻璃孔板夹持多孔膜,多孔膜材质为聚碳酸酯膜,所述上腔室层和顶盖层为聚甲基丙烯酸甲酯pmma材质。

3.根据权利要求1所述的多层屏障仿生芯片,其特征在于,在所述顶盖层与培养腔室对应位置设有培养基灌流接头,通过液体驱动装置对培养腔室内进行液体灌流。

4.根据权利要求1所述的多层屏障仿生芯片,其特征在于,在所述微通道层中培养u87人脑星形胶质母细胞瘤细胞,在所述上腔室层中第一培养腔室培养hcmec/d3人脑微血管内皮细胞,在第二培养腔室中培养sh-sy5y神经母细胞瘤细胞,在第三培养腔室中培养hcmec/d3人脑微血管内皮细胞。

5.一种利用权利要求1所述多层屏障仿生芯片构建神经-外周免疫相互作用模型的方法,包括以下步骤,其特征在于:

6.根据权利要求5所述的多层屏障仿生芯片构建神经-外周免疫相互作用模型的方法,其特征在于:其中u87细胞、sh-sy5y细胞、hcmec/d3细胞和thp-1细胞的细胞接种个数比为(3~10):1:(5~20):(3~10)。

7.一种器官芯片集成系统,包括器官芯片模块、液路控制模块及检测芯片模块,其特征在于,

8.根据权利要求7所述的器官芯片集成系统,其特征在于,所述液路控制芯片由下至上依次为基底层、pdms缓冲层、气仓层和液道层,所述液道层为若干相互连通液体支路,气仓层设有若干气体控制单元,每个液体支路对应一个气体控制单元,气体控制单元发生气仓形变控制液体支路的通断,气体供给装置由压力控制阀将储气瓶中的气体通入气仓层,电磁阀控制气路的切换。

9.根据权利要求7所述的器官芯片集成系统,其特征在于,所述检测储备液分别装有缓冲液,一级hcr扩增探针与二级hcr引发探针储备液,二级hcr扩增荧光探针储备液,检测储备液由四通管接入液路控制芯片。

10.根据权利要求9所述的器官芯片集成系统,其特征在于,所述检测芯片的进液管路通入第一、第三储液装置流出的培养液以及检测储备液体,在反应腔室中包埋若干功能化水凝胶颗粒,检测芯片的进液管路的孔径小于功能化水凝胶颗粒的粒径。


技术总结
本发明提供了一种多层屏障仿生芯片,从下至上依次包括微通道层、多孔膜层、上腔室层和顶盖层,微通道层与上腔室共用流体空间并提供下层细胞培养的空间,在多孔膜层、上腔室层上设有通孔与微通道连通,上腔室层设有若干细胞培养腔室,细胞培养腔室的底部为多孔膜层的多孔膜,顶盖层对上腔室层进行封盖,并对上腔室层的通孔进行密封,在微通道层与上腔室层分别培养模拟关键功能界面内侧和外侧的细胞。本发明的芯片系统能够应用于复杂器官或多器官体外的疾病建模、药物研发、个性化医疗等不同的科学研究,以及应用于特殊环境如深海、空间环境、高温高压、强光强辐射环境的生命科学研究,并提供了可行的技术支撑。

技术研发人员:邓玉林,赵毅蒙,吕雪飞,陈钰,周迪
受保护的技术使用者:北京理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/4/7
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