CN104342360A - 一种实现白细胞趋化作用的微流控芯片 - Google Patents

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吕畅
路晓光
高志刚
赵伟杰
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Abstract

本发明涉及一种微流控芯片，一种实现白细胞趋化作用的微流控芯片，包括玻璃基板及胶体，所述胶体与玻璃基板紧密粘贴，形成一粘贴面，所述粘贴面上设置一细胞研究基本单元，所述细胞研究基本单元上设置纵向平行排列的第一、二主通道，所述第一主通道中内衬血管内皮细胞及加载悬浮白细胞、用于模拟人体内的中性粒细胞的微环境；所述第二主通道中加载趋化因子、用于模拟炎症病变组织；所述第一、二主通道中间设置横向平行排列的第一、二、三、四、五趋化通道，用于观察白细胞的趋化作用；本发明能够模拟人体毛细血管中的白细胞受到趋化因子刺激后发生的趋化现象，并且具有高通量、流动可控及实时追踪观察等优点，实现了对白细胞趋化作用进行快速、可视化的研究。

Description

一种实现白细胞趋化作用的微流控芯片
技术领域
本发明涉及一种微流控芯片，更具体地说，涉及一种实现白细胞趋化作用的微流控芯片。
背景技术
微流控芯片是一种以在微米尺度空间对流体进行操控为主要特征的科学技术，能够将生物化学、医学等实验操作单元集成到一个微米尺度的芯片上。微流控芯片除了具有高通量、集成化的优势，还可以模拟体内的生理环境，进行生理或近生理条件下的细胞功能研究。它能够实现多种单元操作技术在整体可控的微小平台上灵活组合、规模集成，已经成为一种最具有发展潜力的细胞研究平台，可以用于白细胞趋化作用的研究。白细胞自血管内游出并向炎症病变组织发生趋化现象，与病原体或组织崩解碎片等接触，发生吞噬作用，这是人体消灭致病因子的一种重要手段。因此，白细胞的趋化作用形成了人体防御系统的重要防线。以往对白细胞趋化作用的研究多具有仿生性差、材料消耗较高、考察条件单一、通量低及静态等缺点。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种实现白细胞趋化作用的微流控芯片。该微流控芯片能够模拟人体毛细血管中的白细胞受到趋化因子刺激后发生的趋化现象，并且具有高通量、流动可控及实时追踪观察等优点。
为了实现上述发明目的，解决已有技术中所存在的问题，本发明采取的技术方案是：一种实现白细胞趋化作用的微流控芯片，包括玻璃基板及胶体，所述胶体与玻璃基板紧密粘贴，形成一粘贴面，所述粘贴面上设置一细胞研究基本单元，所述细胞研究基本单元上设置纵向平行排列的第一、二主通道，所述第一主通道中内衬血管内皮细胞及加载悬浮白细胞、用于模拟人体内的中性粒细胞的微环境；所述第二主通道中加载趋化因子、用于模拟炎症病变组织；所述第一、二主通道中间设置横向平行排列的第一、二、三、四、五趋化通道，用于观察白细胞的趋化作用；所述第一、二、三、四、五趋化通道的两端分别与第一、二主通道连通；所述细胞研究基本单元上分别设置均垂直贯穿胶体的第一、二、三、四圆孔，其中：第三、四圆孔均为废液排除孔；所述第一主通道一端通过第一圆孔与微量注射泵相连，另一端与第四圆孔相连，所述第二主通道一端通过第二圆孔与移液枪相连，另一端与第三圆孔相连。
所述胶体采用PDMS材料制成。
本发明有益效果是：一种实现白细胞趋化作用的微流控芯片，包括玻璃基板及胶体，所述胶体与玻璃基板紧密粘贴，形成一粘贴面，所述粘贴面上设置一细胞研究基本单元，所述细胞研究基本单元上设置纵向平行排列的第一、二主通道，所述第一主通道中内衬血管内皮细胞及加载悬浮白细胞、用于模拟人体内的中性粒细胞的微环境；所述第二主通道中加载趋化因子、用于模拟炎症病变组织；所述第一、二主通道中间设置横向平行排列的第一、二、三、四、五趋化通道，用于观察白细胞的趋化作用；所述第一、二、三、四、五趋化通道的两端分别与第一、二主通道连通；所述细胞研究基本单元上分别设置均垂直贯穿胶体的第一、二、三、四圆孔，其中：第三、四圆孔均为废液排除孔；所述第一主通道一端通过第一圆孔与微量注射泵相连，另一端与第四圆孔相连，所述第二主通道一端通过第二圆孔与移液枪相连，另一端与第三圆孔相连。与已有技术相比，本发明能够模拟人体毛细血管中的白细胞受到趋化因子刺激后发生的趋化现象，并且具有高通量、流动可控及实时追踪观察等优点，实现了对白细胞趋化作用进行快速、可视化的研究。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是某健康者的白细胞趋化路径。
图中：1、粘贴面，101、细胞研究基本单元，101a、第一主通道，101b、第二主通道，101c、第一趋化通道，101d、第二趋化通道，101e、第三趋化通道，101f、第四趋化通道，101g、第五趋化通道，101h、第一圆孔，101i、第二圆孔，101j、第三圆孔，101k、第四圆孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种实现白细胞趋化作用的微流控芯片，包括玻璃基板及胶体，所述胶体与玻璃基板紧密粘贴，形成一粘贴面1，所述粘贴面1上设置一细胞研究基本单元101，所述细胞研究基本单元101上设置纵向平行排列的第一、二主通道101a、101b，所述第一主通道101a中内衬血管内皮细胞及加载悬浮白细胞、用于模拟人体内的中性粒细胞的微环境；所述第二主通道101b中加载趋化因子、用于模拟炎症病变组织；所述第一、二主通道101a、101b中间设置横向平行排列的第一、二、三、四、五趋化通道101c、101d、101e、101f、101g，用于观察白细胞的趋化作用；所述第一、二、三、四、五趋化通道101c、101d、101e、101f、101g的两端分别与第一、二主通道101a、101b连通；所述细胞研究基本单元101上分别设置均垂直贯穿胶体的第一、二、三、四圆孔101h、101i、101j、101k，其中：第三、四圆孔101j、101k均为废液排除孔；所述第一主通道101a一端通过第一圆孔101h与微量注射泵相连，另一端与第四圆孔101k相连，所述第二主通道101b一端通过第二圆孔101i与移液枪相连，另一端与第三圆孔101j相连。所述胶体采用PDMS材料制成。具体工作过程如下：
步骤1：按常规微流控芯片制作流程制作需要的微流控芯片；
步骤2：用移液枪将冰浴中的液态水凝胶加载到第一、二、三、四、五趋化通道101c、101d、101e、101f、101g内，并将第一、二主通道101a、101b内的水凝胶冲洗干净，在室温下静置30分钟，等待第一、二、三、四、五趋化通道101c、101d、101e、101f、101g内的水凝胶固化；
步骤3：将微流控芯片在紫外灯照射2h灭菌后备用；
步骤4：将内皮细胞制成密度为106/ml，用移液枪吸取100μm加入第一主通道101a中，细胞培养箱中培养2天，内皮细胞平铺于第一主通道101a底层；
步骤5：用移液枪在第二主通道101b内加载一定浓度的趋化因子，静置30分钟，第一、二、三、四、五趋化通道101c、101d、101e、101f、101g内形成浓度梯度；
步骤6：取人新鲜血2ml，加入白细胞分离液，按照说明书进行白细胞分离，并制成密度为105/ml的细胞悬浮液待用；
步骤7：将分离的白细胞加入微量注射泵，并通过微细管连接到微流控芯片的第一圆孔101h，以300μm/s的速度泵入第一主通道101a内；
步骤8：利用延时成像技术在20×显微镜下观察白细胞的趋化，并记录细胞路径。
本发明优点在于：一种实现白细胞趋化作用的微流控芯片能够模拟人体毛细血管中的白细胞受到趋化因子刺激后发生的趋化现象，并且具有高通量、流动可控及实时追踪观察等优点，实现了对白细胞趋化作用进行快速、可视化的研究。

Claims (2)

1.一种实现白细胞趋化作用的微流控芯片，包括玻璃基板及胶体，其特征在于：所述胶体与玻璃基板紧密粘贴，形成一粘贴面(1)，所述粘贴面(1)上设置一细胞研究基本单元(101)，所述细胞研究基本单元(101)上设置纵向平行排列的第一、二主通道(101a、101b)，所述第一主通道(101a)中内衬血管内皮细胞及加载悬浮白细胞、用于模拟人体内的中性粒细胞的微环境；所述第二主通道(101b)中加载趋化因子、用于模拟炎症病变组织；所述第一、二主通道(101a、101b)中间设置横向平行排列的第一、二、三、四、五趋化通道(101c、101d、101e、101f、101g)，用于观察白细胞的趋化作用；所述第一、二、三、四、五趋化通道(101c、101d、101e、101f、101g)的两端分别与第一、二主通道(101a、101b)连通；所述细胞研究基本单元(101)上分别设置均垂直贯穿胶体的第一、二、三、四圆孔(101h、101i、101j、101k)，其中：第三、四圆孔(101j、101k)均为废液排除孔；所述第一主通道(101a)一端通过第一圆孔(101h)与微量注射泵相连，另一端与第四圆孔(101k)相连，所述第二主通道(101b)一端通过第二圆孔(101i)与移液枪相连，另一端与第三圆孔(101j)相连。
2.根据权利要求1所述一种实现白细胞趋化作用的微流控芯片，其特征在于：所述胶体采用PDMS材料制成。
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