CN104877907A - 一种u型细胞筛选培养芯片及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种U型细胞筛选培养芯片及使用方法，圆形的芯片体均匀分布有串联在一起的四个圆盘形的分选和培养细胞的分选单元，每个分选单元加工有相互盘绕成圆形的培养细胞用的培养池，和相对应的相互盘绕成圆盘形的、由一条通道组成的、呈U字形的进样/出样通道。进样/出样通道的两侧加工有筛选细胞的筛选孔，并且，还安装有正负电极。其操作方法包括进样操作，培养细胞操作，和实验试剂的加入混合操作。本发明有益效果是制作方便简单，使用成本低廉，专业性强，提高了实验效率。

Description

一种U型细胞筛选培养芯片及使用方法
技术领域
本发明涉及一种新型细胞筛选和培养用芯片，从使用上讲，是生物医学工程方面细胞培养观察用的一种U型细胞筛选培养芯片及使用方法。
技术背景
在生物医学工程实验室科学研究中，对于干细胞细胞的分化研究，需要进行多因素同时细胞培养对比试验；对于血液细胞等多种细胞的分离和相同环境下增殖培养的比较研究实验；以及对于同种细胞在不同环境刺激下的比较研究实验等，均需要一种，能够保证实验的同一性、可以同时满足细胞的分离、培养、条件对比的细胞培养器皿。但是目前生物细胞实验中使用常规细胞培养皿或多孔板，由于人工操作误差的影响，在保证实验的一致性和同一性方面存在缺陷。
微流控芯片技术目前在生物学领域应用十分广泛，特别是在细胞学及分子生物学的科学研究中，大量地使用了微流控技术。近年来，微流控芯片在细胞生物学研究中的一些主要应用，包括细胞的培养、分选、裂解、凋亡、计数、迁移、单细胞捕获和细胞间相互作用等。
因此，借鉴微流控芯片技术，需要开发一种用于科学实验研究用的，培养观察、实验对比用的一种细胞筛选培养芯片。
发明内容
本发明的目的在于提供制备便捷、结构简单的、培养观察细胞增殖和形态、实验条件因素对比等，用于科学实验研究用的一种细胞筛选培养微流控芯片。
为了解决上述问题，本发明的技术方案为：一种U型细胞筛选培养芯片，其特征在于：在圆形的芯片体均匀分布有四个圆盘形的分选和培养细胞的分选单元，分选单元通过连接通道相互串联在一起。把细胞分选和培养组合设计在一个单元，便于芯片体加工，也有利于根据科学实验的需要，增加或删减芯片体的分选单元。例如：有5个或更多的分选单元的芯片体。在芯片体的一侧并排加工有进口和出口，进口的通道与串联的首个分选单元的进样通道相接，出口的通道与串联的末尾的分选单元的出样通道相接。这个设计的通道是串联，也能够将分选单元进行并联排布，即一个进口分出四个通道，分别与四个分选单元进样通道相接，每个分选单元出样通道最后汇总通入出口。
所述分选单元加工有相互盘绕成圆形的培养细胞用的培养池A和培养池B；沿着分选单元的圆盘形培养池A和培养池B之间的阻隔厚墙上，加工有相对应的相互盘绕成圆盘形的、由一条通道组成的、呈U字形的进样通道和出样通道。这样设计，能够充分利用芯片的区域，集成化。进样通道在U型通道拐点处变为出样通道。每个分选单元的圆盘形的培养池A和培养池B，在各自培养池的圆盘中心和靠圆盘外边处，都加工有A培养池进口、A培养池出口、B培养池进口、B培养池出口。该设计有利于细胞在池中的通气，和实验中添加试剂的操作。
所述每个分选单元的进样通道和出样通道的两侧，加工有双侧宽度尺寸一致的筛选细胞的筛选孔，筛选孔与培养池A和培养池B连通。设计目的是分选大小不一样的细胞。同时，在每个分选单元的进样通道和出样通道的两侧面，还安装有正电极和负电极，且电极的正负性在进样通道和出样通道保证在同一个侧面上相同。设计目的，是利用外加电场，筛选带不同电荷的细胞。
上述技术方案中，所述进样通道、出样通道、连接通道的宽d、深h尺寸统一一致，d×h=100×100μm，这样便于统一加工。所述筛选孔尺寸在5μm- 100μm之间，根据不同要求，选择每个分选单元的筛选孔尺寸。各个分选单元的筛选孔尺寸能够不相同，也能够相同。所述培养池A和培养池B的深度H尺寸相同一致，与进样通道、出样通道、连接通道深度h的尺寸关系是H=5h=500μm。这样设计一是保证通道尺寸不至于过大，同时，也保证了培养池培养细胞所需要的通气空间，和实验加入试剂的空间。
上述技术方案中，所述正电极和负电极的电压在正负10mV-20V之间。即例如：正电极10mV，负电极-10mV。此设计，一是根据细胞的膜电位的静息电位水平，二是根据现有的细胞事先经带电处理后的电场分选的电压。
上述一种U型细胞筛选培养芯片，其使用方法见具体实施例一至具体实施例三。
本发明技术特点是专业性强，制作较为方便，适合分选的细胞体型差异大，带电差异大的细胞群体。
与现有的微流控芯片相比，本发明有下列有益效果：（1）制作方便简单，使用成本低廉，节约成本。（2）专业性更强，可以直接到高智能化检测仪器上，方便科学实验；（3）一片芯片至少可同时进行8个不同的条件对比实验，提高了实验效率。
附图说明
图1为本发明的芯片体的俯视示意图。
图2为本发明的芯片体分选单元的进/出样通道电极和培养池的分区示意图。
图3为本发明的芯片体分选单元的进/出样通道和培养池的分区示意图。
图4为本发明的芯片体分选单元的进/出样通道和培养池的局部A-A剖视示意图。
图5为本发明的芯片体分选单元的进/出样通道两侧结构和培养池的放大示意图。
图中：1.芯片体；2.出口；3.分选单元；4.进口；5. A培养池进口；6.进样通道；7.出样通道；8. A培养池出口；9.连接通道；10. B培养池进口；11. B培养池出口；12.培养池A；13.培养池B；14.正电极；15.负电极；16.筛选孔；17.U型通道拐点。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步对本发明加以说明。
实施例一
参照图1至图5的形状结构，芯片体1的4个分选单元3的进样通道6、出样通道7、连接通道9的d宽×h深尺寸分别为100×100μm。细胞培养的培养池A12和培养池B13的深度H=500μm。4个分选单元3的细胞的筛选孔16宽度尺寸为5μm/5μm，10μm/10μm，20μm/20μm和30μm/30μm。分选电压10V。
使用时，按一定流速，将含有一定浓度的小鼠骨髓提取的活细胞的液体样本，从进口4输入到进样通道6中，等待样品流经出样通道7和连接通道9，最后从出口2流出。用废液瓶收集，一直到样品筛选完。在4个分选单元3的培养池A12和培养池B13内，就可以培养和进行细胞尺寸在5μm、10μm、20μm、30μm以下的四对骨组织细胞的对比实验。
待细胞贴壁后，通过A培养池进口5、A培养池出口8、B培养池进口10、B培养池出口11，将培养基溶液通入培养池A12和培养池B13内，进行换液。然后将A培养池进口5、A培养池出口8、B培养池进口10、B培养池出口11用导管串通相连，导管连通上二氧化碳气体，保持并一直保持5%的二氧化碳气体含量，37℃恒温。
加试剂操作。通过A培养池进口5、A培养池出口8、B培养池进口10、B培养池出口11，加入实验所需的2μL、4μL、6μL、8μL的骨细胞生长因子试剂，并利用A/B培养池进出口，多次来回吸打溶液，混合均匀所加试剂。最后将A培养池进口5、A培养池出口8、B培养池进口10、B培养池出口11用导管串通相连，导管连通上二氧化碳气体，保持并一直保持5%的二氧化碳气体含量，37℃恒温。
实施例二
参照图1至图5的形状结构，芯片体1的5个分选单元3的进样通道6、出样通道7、连接通道9的d宽×h深尺寸分别为100×100μm。细胞培养的培养池A12和培养池B13的深度H=500μm。4个分选单元3的细胞的筛选孔16宽度尺寸为10μm/10μm，15μm/15μm，20μm/20μm，30μm/30μm，50μm/50μm。分选电压80mV。
参照实施例一的操作，筛选培养血液细胞。不同种类细胞筛选培养贴壁后，各个分区，加入不同浓度的刺激药物，进行增殖和抑制实验。
实施例三
参照图1至图5的形状结构，芯片体1的8个分选单元3的进样通道6、出样通道7、连接通道9的d宽×h深尺寸分别为100×100μm。细胞培养的培养池A12和培养池B13的深度H=500μm。4个分选单元3的细胞的筛选孔16宽度尺寸为10μm/10μm，15μm/15μm，20μm/20μm，30μm/30μm，40μm/40μm，50μm/50μm。60μm/60μm，70μm/70μm。分选电压20V。
参照实施例一的操作，筛选培养事先加电荷处理的肺癌细胞。不同种肺癌细胞筛选培养贴壁后，各个分区，加入不同浓度的癌细胞药物，进行抑制实验。
说明：本发明能够组合使用。即用一个芯片体1进行细胞尺寸筛选后，再通过每个分选单元3的各培养池的进出口，将细胞吸入到第二个芯片体1，再进行细胞带电荷的电场筛选。

Claims (4)

1.一种U型细胞筛选培养芯片，其主要由芯片体（1）和分选单元（3）组成，其特征在于：在圆形的芯片体（1）均匀分布有四个圆盘形的分选和培养细胞的分选单元（3），分选单元（3）通过连接通道（9）相互串联在一起；在芯片体（1）的一侧并排加工有进口（4）和出口（2），进口（4）的通道与串联的首个分选单元（3）的进样通道（6）相接，出口（2）的通道与串联的末尾的分选单元（3）的出样通道（7）相接；分选单元（3）加工有相互盘绕成圆形的培养细胞用的培养池A（12）和培养池B（13）；沿着分选单元（3）的圆盘形培养池A（12）和培养池B之间的阻隔厚墙上，加工有相对应的相互盘绕成圆盘形的、由一条通道组成的、呈U字形的进样通道（6）和出样通道（7）；进样通道（6）在U型通道拐点（17）处变为出样通道（7）；每个分选单元（3）的圆盘形的培养池A（12）和培养池B（13），在各自培养池的圆盘中心和靠圆盘外边处，都加工有A培养池进口（5）、A培养池出口（8）、B培养池进口（10）、B培养池出口（11）；每个分选单元（3）的进样通道（6）和出样通道（7）的两侧，加工有双侧宽度尺寸一致的筛选细胞的筛选孔（16），筛选孔（16）与培养池A（12）和培养池B（13）连通；并且，在每个分选单元（3）的进样通道（6）和出样通道（7）的两侧面，还安装有正电极（14）和负电极（15），且电极的正负性在进样通道（6）和出样通道（7）保证在同一个侧面上相同。
2.根据权利要求1所述的一种U型细胞筛选培养芯片，其特征在于：所述进样通道（6）、出样通道（7）、连接通道（9）的宽d、深h尺寸统一一致，d×h=100×100μm；所述筛选孔（16）尺寸在5μm- 100μm之间；所述培养池A（12）和培养池B（13）的深度H尺寸一致，与进样通道（6）、出样通道（7）、连接通道（9）深度h的尺寸关系是H=5h=500μm。
3.根据权利要求1所述的一种U型细胞筛选培养芯片，其特征在于：所述正电极（14）和负电极（15）的电压在正负10mV-20V之间。
4.使用权利要求1-3所述的一种U型细胞筛选培养芯片的方法，其特征在于，使用方法如下：
第一步进样，按一定流速，将含有一定浓度的活细胞液体样本，从进口（4）输入到进样通道（6）中，等待样品最后从出口（2）流出，用废液瓶收集，一直到样品筛选完；
第二步待细胞贴壁后，通过A培养池进口（5）、A培养池出口（8）、B培养池进口（10）、B培养池出口（11），将培养基溶液通入培养池A（12）和培养池B（13）内，进行换液；然后将A培养池进口（5）、A培养池出口（8）、B培养池进口（10）、B培养池出口（11）用导管串通相连，导管连通上二氧化碳气体，保持并一直保持5%的二氧化碳气体含量，37℃恒温；
第三步加试剂操作，通过A培养池进口（5）、A培养池出口（8）、B培养池进口（10）、B培养池出口（11），加入实验所需的试剂，并利用A/B培养池进出口，多次来回吸打溶液，混合均匀所加试剂；最后将A培养池进口（5）、A培养池出口（8）、B培养池进口（10）、B培养池出口（11）用导管串通相连，导管连通上二氧化碳气体，保持并一直保持5%的二氧化碳气体含量，37℃恒温。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106823474A (zh) * 2017-02-07 2017-06-13 重庆科技学院 一种血液分流器的使用方法
CN108949562A (zh) * 2018-09-08 2018-12-07 重庆科技学院 一种细胞毒性实验的微流控芯片

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130059322A1 (en) * 2005-07-07 2013-03-07 CellASIC, INC. Cell culture and invasion assay method and system
CN103923825A (zh) * 2014-04-17 2014-07-16 东南大学 一种集成细胞分选及检测的微流控芯片系统
CN103977468A (zh) * 2014-05-26 2014-08-13 国家纳米科学中心 用于分离去除血液中循环肿瘤细胞和血小板的系统及方法
CN204714821U (zh) * 2015-05-21 2015-10-21 重庆科技学院 U型细胞筛选培养芯片

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130059322A1 (en) * 2005-07-07 2013-03-07 CellASIC, INC. Cell culture and invasion assay method and system
CN103923825A (zh) * 2014-04-17 2014-07-16 东南大学 一种集成细胞分选及检测的微流控芯片系统
CN103977468A (zh) * 2014-05-26 2014-08-13 国家纳米科学中心 用于分离去除血液中循环肿瘤细胞和血小板的系统及方法
CN204714821U (zh) * 2015-05-21 2015-10-21 重庆科技学院 U型细胞筛选培养芯片

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JIASHU SUN ET AL: "Double spiral microchannel for label-free tumor cell separation and enrichment", 《LAB ON A CHIP》 *
林炳承、秦建华: "《图解微流控芯片实验室》", 30 September 2008 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106823474A (zh) * 2017-02-07 2017-06-13 重庆科技学院 一种血液分流器的使用方法
CN108949562A (zh) * 2018-09-08 2018-12-07 重庆科技学院 一种细胞毒性实验的微流控芯片
CN108949562B (zh) * 2018-09-08 2023-09-22 重庆科技学院 一种细胞毒性实验的微流控芯片

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