CN102071138B - 一种微流控芯片及其应用 - Google Patents

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Abstract

一种微流控芯片及其应用，该微流控芯片由6个细胞共培养单元和与之相连的1条培养液通道组成；每个共培养单元包括两个细胞培养池A和B，培养池A位于培养池B和培养液通道之间，并且其高度低于培养池B和培养液通道；该微流控芯片用于研究细胞在三维介质中相互作用的方法，为异种细胞生长及相互作用提供三维空间支持；本发明具有操作简单、快速和样品用量少等特点。

Description

一种微流控芯片及其应用
技术领域
本发明涉及将微流控芯片技术应用于生物医学研究领域，提供了一种微流控芯片及其应用，利用微流控芯片为细胞生长及相互作用提供三维空间支持。
背景技术
共培养是研究细胞间相互作用的重要手段，目前对于细胞共培养研究的方式主要有以下几种：1)混合培养；2)条件培养基培养；3)微载体培养法；4)微孔底膜套皿培养法。以上所有方法均适于研究细胞在二维平面上的生物学行为，与细胞在体内所处的三维空间有很大的差别，这种差别被越来越多的研究者所认识。因此，为弥补目前细胞共培养体系所存在的缺陷，我们拟发展新的三维空间细胞共培养研究平台，为生物医学研究提供一个有效的工具。近几年微流控芯片技术迅速向生物医学领域渗透，显示了广阔的应用前景，越来越多的迹象表明微流控芯片技术将成为生物医学研究的一个极重要的平台。本发明可以在芯片上为异种细胞的生长和相互作用提供三维介质支持，与传统二维研究模型比较更接近体内环境。并且本发明操作简单、快速，易于生物医学研究者接受。
发明内容
本发明的目的是提供了一种微流控芯片及其应用。
本发明提供了一种微流控芯片，该微流控芯片由6个细胞共培养单元和1条培养液通道组成；每个细胞共培养单元包含两个细胞培养池，即A和B，培养池A与细胞进样口A和废液池A相连；培养池B与细胞进样口B和废液池B相连；培养液通道与培养液进样口和培养液废液池相连。
本发明提供的微流控芯片，所述细胞共培养单元包含两个细胞培养池，即A和B；培养池A位于培养池B和培养液通道之间，并且其高度低于培养池B和培养液通道，因此在培养池A与培养液通道及培养池A与培养池B之间形成两个流体阻断连接，防止细胞-基质进样过程中培养池A内的流体进入培养池B和培养液通道内。
本发明提供的微流控芯片，所述微流控芯片的材料为PDMS聚合物，等离子体处理后与玻璃材料不可逆封接，保持PDMS表面的亲水性。
本发明提供的微流控芯片用于研究细胞在三维介质中相互作用的方法。
总之，本发明可在一块几平方厘米的芯片上进行细胞三维共培养。相对于传统的研究方法，为细胞的生长和相互作用提供一个更接近体内的微环境。并且本发明具有操作简单、快速和样品用量少等特点。具有重要的生物医学研究价值和经济价值。
附图说明
图1本发明微流控芯片示意图，其中(1)细胞共培养单元、(2)培养液通道、(3)细胞进样口A、(4)细胞进样口B、(5)废液池A、(6)废液池B、(7)培养液进样口、(8)培养液废液池；
图2显示一个共培养单元的局部放大示意图，其中(1)细胞培养池A、(2)细胞培养池B、(3)培养液通道；
图3显示不同时间ACC-M一种细胞在三维介质内的培养状况，作为细胞共培养研究的空白对照；
图4显示不同时间ACC-M细胞与正常成纤维细胞(HFL1)在三维介质内的相互作用状况；
图5显示不同时间ACC-M细胞与癌相关成纤维细胞(CAF)在三维介质内的相互作用状况。
具体实施方式
下面的实施例将对本发明予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。
实施例1
所用微流控芯片为本实验室自行设计及制备。芯片材料为PDMS聚合物，通过不可逆封接技术封接于玻璃表面。如图1所示，该芯片包括6个细胞共培养单元，每个单元(图2)由两个圆形的细胞培养池组成。细胞培养池A位于培养液通道及细胞培养池B之间，其高度为培养液通道及细胞培养池B高度的1/2。因此在培养池A与培养池B及培养液通道之间形成2个流体阻断连接，防止在细胞进样过程中流体从培养池A流入培养池B或培养液通道。通过细胞进样口A在低温下向细胞培养池A内加入涎腺腺样囊性癌细胞ACC-M与Basement Membrane Extract(BME)的混合物，待混合物形成凝胶后，通过细胞进样口B在低温下向细胞培养池B内加入不含有任何细胞的Basement Membrane Extract(BME)作为空白对照，待BME形成凝胶后，在培养液进样口内加入细胞培养液，置于37℃的CO2培养箱内培养6天，每隔2天拍照确定细胞相对位置(图3)。
实施例2
如实施例1所述，所用微流控芯片为本实验室自行设计及制备。通过细胞进样口A在低温下向细胞培养池A内加入涎腺腺样囊性癌细胞ACC-M与Basement Membrane Extract(BME)的混合物，待混合物形成凝胶后，通过细胞进样口B在低温下向细胞培养池B内加入人胚肺成纤维细胞株HFL1与Basement Membrane Extract(BME)的混合物，待混合物形成凝胶后，在培养液进样口内加入细胞培养液，置于37℃的CO2培养箱内培养6天，每隔2天拍照确定细胞相对位置(图4)。
实施例3
如实施例1所述，所用微流控芯片为本实验室自行设计及制备。通过细胞进样口A在低温下向细胞培养池A内加入涎腺腺样囊性癌细胞ACC-M与Basement Membrane Extract(BME)的混合物，待混合物形成凝胶后，通过细胞进样口B在低温下向细胞培养池B内加入癌相关成纤维细胞株CAF与Basement Membrane Extract(BME)的混合物，待混合物形成凝胶后，在培养液进样口内加入细胞培养液，置于37℃的CO2培养箱内培养6天，每隔2天拍照确定细胞相对位置(图5)。

Claims (2)

1.一种微流控芯片，其特征在于：该微流控芯片由6个细胞共培养单元（1）和1条培养液通道（2）组成；每个细胞共培养单元包含两个细胞培养池，即细胞培养池A和细胞培养池B，培养池A与细胞进样口A（3）和废液池A（5）相连；培养池B与细胞进样口B（4）和废液池B（6）相连；培养液通道与培养液进样口（7）和培养液废液池（8）相连； 
在培养池A与培养液通道及培养池A与培养池B之间形成两个流体阻断连接，防止细胞-基质进样过程中培养池A内的流体进入培养池B和培养液通道内； 
所述细胞培养池A位于培养池B和培养液通道之间，其高度是培养池B和培养液通道高度的一半。 
2.按照权利要求1所述微流控芯片，其特征在于：所述微流控芯片的材料为PDMS聚合物。 
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