CN115216406A - 细胞培养单元及细胞培养装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种细胞培养单元及细胞培养装置，该细胞培养单元包括基体和阻隔件，基体具有两个第一流道、两个第一进口和两个第一出口，基体还具有第二进口，阻隔件位于两个第一流道之间，阻隔件具有一个与第二进口连通的第二流道，阻隔件包括阻隔部，阻隔部与基体之间形成有连通口或阻隔部自身具有连通口，第一流道和第二流道通过连通口连通，第一进口分别用于将两种不同的培养流体引入两个第一流道内，第二进口用于将生物样本引入第二流道内，阻隔部可阻隔生物样本融入培养流体，且连通口可允许培养流体中的营养物质融入生物样本。该设计既能够有效控制生物样本生长和分化的微环境，又能够保证实验的简单性和准确性。
Description
本申请要求于2022年07月29日提交中国专利局，申请号为202210908205.4、发明名称为“细胞培养单元及细胞培养装置”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及细胞培养芯片制造技术领域，尤其涉及一种细胞培养单元及细胞培养装置。
背景技术
生物体内的血液和组织液的流动是影响生物样本生长和分化的其中一个重要因素，不同生物样本之间的交互作用是影响生物样本生长和分化的另一个重要因素。
体外细胞培养实验中一些生物样本需要两种不同的培养流体对其提供营养物质，如何在尽可能地控制好生物样本生长和分化的微环境的同时，又保证实验的简单性和准确性已成为亟待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种细胞培养单元及细胞培养装置，能够有效地控制好生物样本生长和分化的微环境，同时又保证实验的简单性和准确性。
第一方面，本申请实施例提供了一种细胞培养单元；该细胞培养单元包括基体和阻隔件，基体具有两个第一流道、两个第一进口和两个第一出口，每个第一流道均与一第一进口以及第一出口连通，基体还具有第二进口，阻隔件位于两个第一流道之间，阻隔件具有一个位于阻隔件内部且与第二进口连通的第二流道，阻隔件包括阻隔部，阻隔部与基体之间形成有连通口或者阻隔部自身具有连通口，第二流道和两个第一流道通过连通口连通，两个第一进口分别用于两种不同的培养流体引入两个第一流道内，第二进口用于将生物样本引入第二流道内，阻隔部可阻隔生物样本融入培养流体，且连通口可允许培养流体中的营养物质融入生物样本。
基于本申请实施例的细胞培养单元，两种不同的培养流体通过两个第一进口分别引入两个第一流道内，生物样本通过第二进口引入第二流道内，为生物样本的生长和分化提供良好的微环境；通过将阻隔部设计在第二流道与其一第一流道之间，以及将阻隔部设置在第二流道与另一第一流道之间，以将第二流道和两个第一流道在空间结构上分隔开，既能够阻止生物样本融入两种不同的培养流体中，又能够保证两种不同的培养流体中的营养物质从连通口融入生物样本中，为生物样本提供其生存所需要的营养，从而提升实验的准确性。
第二方面，本申请实施例提供了一种细胞培养装置，该细胞培养装置包括上述多个细胞培养单元，且多个细胞培养单元呈行列排布。
基于本申请实施例中的细胞培养装置，其结构紧凑、体积小巧，能够适用于实验室自动化工作站的工作距离，能够与高通量自动化系统相匹配，可直接放置于自动化工作站样品台上，实现培养流体和化学试剂的精准移液。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一种实施例中的细胞培养单元的透视结构示意图；
图2为本申请一种实施例中的细胞培养单元的爆炸结构示意图；
图3为图2中A处的放大示意图；
图4为本申请一种实施例中的阻隔部为阻隔条时的结构示意图；
图5为本申请另一种实施例中的阻隔部为阻隔条时的结构示意图；
图6为本申请一种实施例中的阻隔部为阻隔带时的结构示意图；
图7为本申请一种实施例中的阻隔部为阻隔平面时的结构示意图；
图8为本申请一种实施例中的阻隔部为阻隔槽时的结构示意图；
图9为本申请一种实施例中的阻隔部为多个阻隔槽形成的栅栏结构时的结构示意图；
图10为本申请一种实施例中的细胞培养单元包括多个串联设置的阻隔件的透视结构示意图；
图11为本申请一种实施例中的细胞培养单元包括多个串联设置的阻隔件的爆炸结构示意图；
图12为图11中B处的放大示意图；
图13为本申请一种实施例中的细胞培养单元包括多个并联设置的阻隔件的透视结构示意图；
图14为本申请一种实施例中的细胞培养单元包括多个并联设置的阻隔件的爆炸结构示意图；
图15为本图14中C处的放大示意图；
图16为本申请另一种实施例中的细胞培养单元包括多个并联设置的阻隔件的透视结构示意图；
图17为本申请另一种实施例中的细胞培养单元包括多个并联设置的阻隔件的爆炸结构示意图；
图18为本图17中D处的放大示意图；
图19为本申请一种实施例中的细胞培养装置的结构示意图；
图20为本申请另一种实施例中的细胞培养装置的结构示意图；
图21为本申请又一种实施例中的细胞培养装置的结构示意图；
图22为本申请再一种实施例中的细胞培养装置的结构示意图。
附图标记：1、细胞培养单元；10、基体；11、第一基层；111、第一表面；112、第一流道；1121、第一底面；1122、第一侧面；113、第三流道；12、第二基层；121、第二表面；122、第一进口；123、第一出口；124、第二进口；125、第二出口；126、第三进口；127、第三出口；13、阻隔件；131、阻隔部；131a、阻隔条；131b、阻隔带；131c、阻隔槽，131d、栅栏结构；131e-阻隔平面；1311、连通口；132、第二流道；1321、第二底面；133、围合部；1331、外侧面；14、导流件；2、细胞培养装置。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
生物体内的血液和组织液的流动是影响生物样本生长和分化的其中一个重要因素，不同生物样本之间的交互作用是影响生物样本生长和分化的另一个重要因素。
体外细胞培养实验中一些生物样本需要两种不同的培养流体对其提供营养物质，如何在尽可能地控制好生物样本生长和分化的微环境的同时，又保证实验的简单性和准确性已成为亟待解决的问题。
为了解决上述技术问题，请参照图1所示，本申请的第一方面提出了一种细胞培养单元1，能够有效地控制好生物样本生长和分化的微环境，同时又保证实验的简单性和准确性。
该细胞培养单元1包括基体10和阻隔件13，基体10具有两个第一流道112、两个第一进口122和两个第一出口123，每一第一流道112均与一第一进口122以及一第一出口123连通，基体10还具有第二进口124，阻隔件13位于两个第一流道112之间，阻隔件13具有一个位于阻隔件13内部且与第二进口124连通的第二流道132，阻隔件13包括阻隔部131，阻隔部131与基体10之间形成有连通口1311或者阻隔部131自身具有连通口1311，第二流道132和两个第一流道112通过连通口1311连通，两个第一进口122分别用于将两种不同的培养流体引入第一流道112内，第二进口124用于将生物样本引入第二流道132内，阻隔部131可阻隔生物样本融入培养流体，且连通口1311可允许培养流体中的营养物质融入生物样本。其中，培养流体可以包括培养基和药物中的一种或多种，培养基可以是为生物样本提供营养物质的营养基质；药物可以作用于生物样本。
以下结合图1-图18对细胞培养单元1的具体结构进行展开介绍。
如图1-图3所示，细胞培养单元1包括基体10和阻隔件13。
基体10作为载体，为便于实验人员观察，基体10应采用透明材料制备而成，例如，基体10的制备材料可以但不仅限于包括玻璃、塑料或者PDMS(polydimethylsiloxane，聚二甲基硅氧烷)等。通过合理地选择基体10的制备材料，使得该细胞培养单元1能够拥有良好的生物亲和性。这里对基体10的具体形状不做限定，设计人员可根据实际需要进行合理设计，例如，基体10可以呈矩形板状结构。
基体10具有两个第一流道112、两个第一进口122和两个第一出口123。这里对第一流道112、第一进口122和第一出口123的具体形状不做限定，设计人员可根据实际需要进行合理设计。
两个第一进口122和两个第一出口123位于两个第一流道112的同侧，且每一第一流道112均与一第一进口122以及一第一出口123连通，也即一第一进口122、一第一流道112和一第一出口123依次连通以形成一个第一通道，另一第一进口122、另一第一流道112和另一第一出口123依次连通以形成一个第二通道。
阻隔件13具有隔挡作用，阻隔件13的制备材料与基体10的制备材料可以完全相同、也可以完全不同、还可以部分相同，例如，当阻隔件13的制备材料与基体10的制备材料完全相同时，阻隔件13的制备材料可以但不仅限于包括玻璃、塑料或者PDMS等。关于阻隔件13的具体结构将在下文进行展开介绍。
阻隔件13位于两个第一流道112之间。
阻隔件13具有一个位于其内部的第二流道132，这里对第二流道132的具体形状不做限定，设计人员可根据实际需要进行合理设计。
基体10还具有第二进口124，第二进口124与第二流道132连通以形成第三通道。
阻隔件13包括阻隔部131，关于阻隔部131的具体表现形式将在下文进行展开介绍。
阻隔部131可以与基体10之间形成有连通口1311，也即连通口1311至少是阻隔部131与基体10共同围设形成。当然，阻隔部131也可以自身具有连通口1311，也即连通口1311形成于阻隔部131上。
第二流道132和两个第一流道112通过连通口1311连通，其中，每一第一流道112与第二流道132之间可以通过一个连通口1311连通、也可以通过多个(两个以上)连通口1311连通。
两个第一进口122分别用于将两种不同的培养流体引入两个第一流道112内，第二进口124用于将生物样本引入第二流道132内。其中，生物样本可以但不仅限于包括细胞、肿瘤组织和类器官等。培养流体可以但不仅限于包括RPMI 1640、DMEM/F12、Advanced DMEM/F12、DMEM等。需要注意的是，两个第一出口123同样也可以分别用于将两种不同的培养流体引入两个第一流道112内。
阻隔部131可阻隔生物样本融入两种不同的培养流体，连通口1311可允许两种不同的培养流体中的营养物质融入生物样本。例如，当第一培养流体通过其一第一进口122引入对应的第一流道112内，第二培养流体通过另一第一进口122引入对应的第一流道112内，生物样本通过第二进口124引入第二流道132内时，阻隔部131能够阻隔生物样本从第二流道132进入容置有第一培养流体的其一第一流道112内以融入第一培养流体，与此同时阻隔部131也能够阻隔生物样本从第二流道132进入容置有第二培养流体的另一第一流道112内以融入第二培养流体，连通口1311能够允许培养流体中的营养物质从第一流道112进入第二流道132以融入生物样本，从而为生物样本提供其生存所需要的营养。
基于本申请实施例中的细胞培养单元1，两种不同的培养流体通过两个第一进口122分别引入两个第一流道112内，生物样本通过第二进口124引入第二流道132内，为生物样本的生长和分化提供良好的微环境；通过将阻隔部131设计在第二流道132与其一第一流道112之间、以及将阻隔部131设计在第二流道132和另一第一流道112之间，以将第二流道132个两个第一流道112在空间结构上分隔开，既能够阻止生物样本融入两种不同的培养流体中，又能够保证两种不同的培养流体中的营养物质从连通口1311融入生物样本中，为生物样本提供其生存所需要的营养，从而提升实验的准确性。
考虑到细胞培养单元1在例如摇臂设备的作用下，容置于两个第一流道112内的液态的培养流体会跟随摇臂设备的运动轨迹流动，以为容置于第二流道132内的生物样本提供动态的生长和分化环境，为使液态的培养流体能够在动态流动的过程中尽可能地与固态的生物样本接触，以为生物样本提供足够其生长和分化所需要的营养物质，关于两个第一流道112的延伸方向和第二流道132的延伸方向之间的相对位置可以但不仅限于包括以下几种实施例。
如图2-图3所示，在第一种实施例中，两个第一流道112的自身延伸方向上的中轴线与第二流道132的自身方向上的中轴线平行。如此设计，液态的培养流体能够沿平行于第二流道132的延伸方向上动态流动，尽可能地增大了液态的培养流体与固态的生物样本之间的接触面积，以为生物样本提供足够其生长和分化所需要的营养物质。
在第二种实施例中，其一第一流道112的自身延伸方向上的中轴线与第二流道132的自身方向上的中轴线平行，另一第一流道112的自身延伸方向上的中轴线与第二流道132的自身延伸方向上的中轴线相交。且另一第一流道112的自身延伸方向上的中轴线与第二流道132的自身延伸方向上的中轴线之间的夹角为锐角，该锐角大于等于30度且小于等于60度。
在第三种实施例中，两个第一流道112的自身延伸方向上的中轴线与第二流道132的自身方向上的中轴线均相交。且每一第一流道112的自身延伸方向上的中轴线与第二流道132的自身延伸方向上的中轴线之间的夹角为锐角，该锐角大于等于30度且小于等于60度。
可以理解的是，针对形成同一通道的第一进口122和第一出口123而言，第一进口122和第一出口123可以与对应的第一流道112的中部连通。为使液态的培养流体通过第一进口122引入第一流道112内之后，能够尽可能地填充第一流道112，减小液态的培养流体与第一流道112之间的空气间隙，故设计，在一些实施例中，同一第一流道112连通的第一进口122和第一出口123，位于第一流道112的自身延伸方向上的两端。也即形成同一通道的第一进口122以及第一出口123与第一流道112的两端连通。
如图1-3所示，可以理解的是，阻隔件13可以仅包括阻隔部131，且该阻隔部131位为环形阻隔部，该环形阻隔部由两个半环形阻隔部拼接而成，第二流道132和两个第一流道112以该环形阻隔部为分界，位于两个半环形阻隔部内侧的区域即为第二流道132，位于其一半环形阻隔部外侧的区域即为其一第一流道112，位于另一半环形阻隔部外侧的区域即为另一第一流道112，此时两个半环形阻隔部能够有效阻止生物样本跟随液态的水凝胶分别向两个第一流道112扩散。当然，在一些实施例中，阻隔件13还可以包括围合部133，阻隔部131的数量为两个，围合部133的数量亦为两个，两个阻隔部131相对且间隔设置，第二流道132在两个阻隔部131之间延伸，两个围合部133分别位于第二流道132的延伸方向上的两端且与两个阻隔部131连接以构设出第二流道132。具体地，两个阻隔部131呈长条形，第二流道132的延伸方向与长条形的阻隔部131的延伸方向相同，两个围合部133分别位于两个阻隔部131的两端，两个阻隔部131和两个围合部133依次首尾连接以构设出上述第二流道132。该设计中，通过设计两个围合部133，在液态的水凝胶凝固之前，两个围合部133能够聚拢第二流道132内的生物样本和液态的水凝胶，从而进一步有效降低生物样本跟随液态的水凝胶从第二流道132进入两个第一流道112的可能性，以进一步提升实验的准确性。通过设计两个阻隔部131，在液态的水凝胶凝固之后，两个阻隔部131与基层之间所形成的连通口1311或者两个阻隔部131自身的连通口1311，能够使容置于两个第一流道112内的两种液态的培养流体中的营养物质尽可能多地穿过连通口1311以融入生物样本中，为生物样本提供足够的营养来保证生物样本的正常生长和分化，从而提升实验的准确性。
当然，在其他一些实施例中，阻隔件13还可以包括连接部(图中未示出)，相邻的围合部133和阻隔部131之间通过连接部连接，也即第二流道132由围合部133、连接部和阻隔部131三者构设而成。
具体地，第一流道112具有第一底面1121、与第一底面1121连接的第一侧面1122，两个围合部133均具有与第一底面1121相交的外侧面1331，外侧面1331、第一侧面1122和第一底面1121共同围设形成第一流道112。也就是说，其一第一流道112半包围于阻隔件13的其一阻隔部131所在的一侧，另一第一流道112半包围于阻隔件13的另一阻隔部131所在的一侧，两个围合部133的外侧面1331连接第一流道112的第一侧面1122，且绕第一流道112的第一底面1121的周向设置。如此设计，使得阻隔件13和两个第一流道112在空间结构上排布的更加紧密。
如图1-3所示，可以理解的是，基体10可以是单层结构也可以是多层(两层以上)结构，当基体10为多层结构时，基于多层结构的基体10的具体形式的不同，阻隔件13与各基层之间的相对位置关系可以但不仅限于以下几种实施例。
在第一种实施例中，基体10包括第一基层11和第二基层12，第一基层11具有第一表面111，第一表面111设有第一流道112，第二基层12具有第一进口122、第一出口123和第二进口124，第二基层12叠设于第一表面111以盖合第一流道112，第二基层12具有与第一表面111贴合的第二表面121，阻隔件13设置于第二表面121。此时，阻隔件13整个设置于第二基层12的第二表面121。该设计中，通过将基体10设计成分体的第一基层11和第二基层12，一方面便于在第一基层11上加工第一流道112，以及便于在第二基层12上加工第一进口122、第一出口123和第二进口124，从而降低基体10整体的加工难度，另一方面还便于将阻隔件13加工在第二基层12上。
在第二种实施例中，与第一种实施例所不同的是，阻隔件13设置于第一流道112的第一底面1121。此时，阻隔件13整个设置于第一流道112的第一底面1121。如此设计便于将阻隔件13加工在第一基层11上。
在第三种实施例中，与第一种实施所不同的是，阻隔件13同时设置于第二基层12的第二表面121和第一流道112的第一底面1121。此时，可以是一个阻隔件13的部分设置于第二基层12的第二表面121上，且该一个阻隔件13的剩余部分设置于第一流道112的第一底面1121上，当第二基层12叠设第一基层11以盖合第一流道112时，设置于第二基层12的第二表面121上的部分阻隔件13和设置于第一流道112的第一底面1121上的剩余部分阻隔件13相互拼凑形成一个完整的阻隔件13。当然，也可以是两个完整的阻隔件13分别设置于第二基层12的第二表面121和第一流道112的第一底面1121，当第二基层12叠设第一基层11以盖合第一流道112时，设置于第二基层12的第二表面121上的一个阻隔件13插入第一流道112内并和设置于第一流道112的第一底面1121上的另一阻隔件13纵向堆叠。如此设计便于将阻隔件13加工在第一基层11和第二基层12上。
具体地，第一基层11和第二基层12通过热压、超声波和激光中的一种加工方式贴合封装。如此设计能够有效降低基体10的加工难度。或者，第一基层11、阻隔件13和第二基层12通过3D打印技术一体成型，此时，第一基层11和第二基层12通过3D打印技术形成一个单层结构的基体10，阻隔件13通过3D打印的方式一体成型于单层结构的基体10上。如此设计能够有效降低阻隔件13与基体10之间的加工难度。
如图4-9所示，可以理解的是，实验过程中，在将两种不同的液态的培养流体分别通过两个第一进口122引入第一流道112之前，首先要将生物样本与液态的水凝胶混合，并通过第二进口124一起引入第二流道132内，然后将混有液态的水凝胶的生物样本放在培养箱中，以例如37°的无菌条件培养15至20分钟后，使液态的水凝胶转变成固态的水凝胶，以使生物样本相对固态的水凝胶保持相对静止状态。由于液态的水凝胶具有一定的流动性，为了避免在液态的水凝胶凝固之前，生物样本会跟随液态的水凝胶一起从第二流道132进入两个第一流道112内，从而影响实验的准确性。故设计，第二流道132具有第二底面1321。以第二流道132的第二底面1321为参照，为使阻隔部131能够阻挡生物样本跟随液态的水凝胶一起从第二流道132进入两个第一流道112内，关于阻隔部131与第二流道132的第二底面1321之间的相对位置关系可以包括以下几种实施例。
如图4-5所示，在第一种实施例中，阻隔部131高于第二流道132的第二底面1321。该设计中，阻隔部131相对第二流道132的第二底面1321向外凸出设置，在液态的水凝胶凝固之前，阻隔部131能够对液态的水凝胶起到阻挡作用，以有效阻止生物样本跟随液态的水凝胶从第二流道132进入第一流道112内，从而保证实验的准确性。
具体地，阻隔部131为相对于第二流道132的第二底面1321凸出的阻隔条131a。其中，阻隔条131a过垂直于其延伸方向上的截面可以是方形、矩形、三角形、L形或T形等。优选地，阻隔条131a过垂直于其延伸方向上的截面呈矩形或者L形。
如图6-7所示，在第二种实施例中，阻隔部131与第二流道132的第二底面1321平齐。该设计中，阻隔部131与第二流道132的第二底面1321平齐设置，在液态的水凝胶凝固之前，阻隔部131能够使第二流道132与第一流道112在空间结构上分隔开，以有效阻止生物样本跟随液态的水凝胶从第二流道132进入第一流道112内，从而保证实验的准确性。
具体地，阻隔部131为与第二流道132的第二底面1321平齐的疏水阻隔带131b。其中，疏水阻隔带131b应采用具有疏水性能的材料制备而成，例如，疏水阻隔带131b的制备材料可以但不仅限于包括疏水双面胶和光刻胶等。或者，阻隔部131为与第二流道132的第二底面1321平齐的阻隔平面。
如图8-9所示，在第三种实施例中，阻隔部131低于第二流道132的第二底面1321。该设计中，阻隔部131相对第二流道132的第二底面1321向内凹陷设置，在液态的水凝胶凝固之前，阻隔部131能够容纳一部分液态的水凝胶，以有效阻止生物样本跟随液态的水凝胶从第二流道132进入第一流道112内，从而保证实验的准确性。
具体地，阻隔部131为相对于第二流道132的第二底面1321凹陷的阻隔槽。其中，阻隔槽的数量可以是一个也可以是多个，当阻隔槽的数量为多个时，该多个间隔设置的阻隔槽形成一个栅栏结构。
如图1-3和图10-18所示，可以理解的是，阻隔件13的数量可以是一个也可以是多个(两个以上)，当阻隔件13的数量为一个时，该一个阻隔件13在两个第一流道112之间的布置位置可以是任意的，只要该一个阻隔件13的第二流道132的自身延伸方向不与两个第一流道112的自身延伸方向垂直即可，且该一个阻隔件13也不能将其中一个或者两个第一流道112分割成两个不连续的部分；同理，当阻隔件13的数量为多个时，多个阻隔件13在两个第一流道112之间的排布方式也可以是任意的，只要该多个阻隔件13的第二流道132的自身延伸方向不与两个第一流道112的自身延伸方向垂直即可，且该多个阻隔件13也不能将其中一个或者两个第一流道112分割成多个不连续的部分。
例如，如图1-3所示，当阻隔件13的数量为一个时，第二进口124的数量亦为一个，该一个第二进口124与该一个阻隔件13的第二流道132连通，此时第二进口124和第二流道132连通以形成一个第三通道。当然，基体10还可以包括一个与该阻隔件13的第二流道132连通的第二出口125，此时第二进口124、第二流道132和第二出口125连通以形成一个第三通道。
具体地，一个阻隔件13在两个第一流道112之间的布置位置可以但不仅限于以下几种实施例。
在第一种实施例中，两个第一流道112的自身延伸方向上的中轴线与第二流道132的自身延伸方向上的中轴线平行。如此设计，使得细胞培养单元1在例如摇臂设备的外力作用下，能够保证液态的培养流体在第一流道112内流动的流畅性，从而保证两种不同的培养流体中的营养物质能够有效地从连通口1311进入第二流道132与生物样本融合。
在第二种实施例中，两个第一流道112中的至少一个的自身延伸方向上的中轴线与第二流道132的自身延伸方向上的中轴线相交。例如两中轴线之间的夹角可以是30度也可以是60度等。
例如，如图10-图18所示，当阻隔件13的数量为多个时，第二进口124的数量亦为多个，且每个第二进口124均与一个阻隔件13的第二流道132连通，此时多个第二进口124和多个第二流道132一一对应连通以形成多个第三通道。当然，基体10还可以包括多个第二出口125，且每个第二出口125均与一个阻隔件13的第二流道132连通，此时多个第二进口124、多个第二流道132和多个第二出口125一一对应连通以形成多个第三通道。
多个阻隔件13中的任意相邻两个阻隔件13之间间隔或者接触。
多个阻隔件13中的多个第二流道132可以用于容置相同的生物样本也可以用于容置至少两种不同的生物样本，各阻隔件13的阻隔部131对容置于其第二流道132内的生物样本起到阻隔作用，故任意两个阻隔件13的第二流道132内所容置的相同或者不同的生物样本之间不会出现相互融合的现象。
具体地，多个阻隔件13在两个第一流道112之间的排布方式可以但不仅限于以下几种实施例。
如图10-12所示，在第一种实施例中，多个第二流道132的自身延伸方向上的中轴线与第一流道112的自身延伸方向上的中轴线平行。也就是说，多个阻隔件13在两个第一流道112之间沿第一流道112的自身延伸方向串联排布，且任意两个第二流道132的自身延伸方向上的中轴线位于同一直线上。其中，沿第二流道132的自身延伸方向上，两个阻隔件13之间可以间隔也可以接触。如此设计，可以将相同或者不同的生物样本混合液态的水凝胶并通过不同的第二进口124一起引入不同的第二流道132中，待所有第二流道132内的液态水凝胶凝固后，将两种不同的培养流体分别通过两个第一进口122引入两个第一流道112中，此时串联设置的所有第二流道132内的相同或者不同的生物样本共用两个第一流道112内的两种不同的培养流体，实现两种不同培养流体下的相同或者不同生物样本的共同培养。
当基体10具有多个第二出口125时，关于第二出口125和第二进口124相对第二流道132的位置、第二出口125的流通截面与第二进口124的流通截面之间相对大小可以但不仅限于包括以下实施例中的一种或者多种。
在一种实施例中，第二进口124以及第二出口125分别与第二流道132的自身延伸方向上的两端连通。如此设计，使生物样本跟随液态的水凝胶一起通过第二进口124引入第二流道132内之后，能够尽可能地填充第二流道132，且在液态的水凝胶凝固后，减小固态的水凝胶与第二流道132之间的空气间隙。
在另一种实施例中，第二出口125的流通截面小于第二进口124的流通截面。如此设计，能够使相邻两个阻隔件13在第一流道112的自身延伸方向上的排布更加紧凑，从而增加细胞培养单元1在第一流道112的自身延伸方向上的通量。
需要注意的是，第二出口125作为排气孔，使第二流道132的两端通过第二出口125和第二进口124与外界大气环境连通，使生物样本跟随液态的水凝胶从第二进口124引入后能够均匀的分布在第二流道132内，有效减小液态的水凝胶凝固后与第二流道132的各表面之间的空气间隙，从而进一步提升实验的准确性。当然，当第二基层12具有第二出口125时，生物样本跟随液态的水凝胶也可以通过第二出口125引入第二流道132内，此时第二进口124就作为排气孔。
如图13-15所示，在第二种实施例中，多个第二流道132的自身延伸方向上的中轴线相互平行，且任一第二流道132的自身延伸方向上的中轴线与第一流道112的自身延伸方向上的中轴线平行。也就是说，多个阻隔件13在第一流道112内沿垂直于第一流道112的自身延伸方向并联排布，且任意两个第二流道132的自身延伸方向上的中轴线相互平行。此时，由于第一流道112数量为两个，故所有阻隔件13的第二流道132内的生物样本都需要共用这两个第一流道112内的两个不同的培养流体，因此沿阻隔件13的排布方向上，相邻的两个阻隔件13之间相互接触(也即不存在间隔)。如此设计，可以将相同或者不同的生物样本混合液态的水凝胶并通过不同的第二进口124一起引入不同的第二流道132中，待所有第二流道132内的液态水凝胶凝固后，将两种不同的培养流体分别通过两个第一进口122引入两个第一流道112中，此时并联设置的所有第二流道132内的相同或者不同的生物样本共用两个第一流道112内的两种不同的培养流体，实现两种不同培养流体下的相同或者不同生物样本的共同培养。
当然，如图16-19所示，当阻隔件13的数量为多个，且相邻两个阻隔件13之间间隔时，在其他实施例中，基体10还可以包括第三进口126、第三出口127以及第三流道113，第三进口126和第三出口127均与第三流道113连通，且第三流道113位于相邻的两个阻隔件13之间，第三流道113和第二流道132通过连通口1311连通，此时第三进口126、第三流道113以及第三出口127依次连通以形成第四通道，不同于上述两种培养流体的其他培养流体可以通过第三进口126引入第三流道113内，以为容置于第二流道内的生物样本提供更多不同的营养物质。
请参照图20-22所示，本申请的第二方面提出了一种细胞培养装置2，该细胞培养装置2包括多个上述细胞培养单元1，多个细胞培养单元1呈行列排布，也即多个细胞培养单元1呈M列*N行排布，其中，M表示每一行中的细胞培养单元1的数量，N表示每一列中的细胞培养单元1的数量，M≥1，N≥1，M和N为整数且M和N不同时为1。在位于同一行的多个细胞培养单元1中，前一细胞培养单元1的第一出口123与后一细胞培养单元1的第一进口122的间距可采用自动化移液器预设通道间距(例如9毫米)，在位于同一列的多个细胞培养单元1中，相邻细胞培养单元1的两个第一进口122的间距或者两个第一出口123的间距也可以采用自动化移液器预设通道间距(例如9毫米)。
该细胞培养装置2中细胞培养单元1的数量大于50个，例如，可以是64个、80个、96个、112个、128个、256个等，以实现高通量。
作为示例，如图20-22所示，细胞培养装置2包括128个细胞培养单元1，该128个细胞培养单元1呈16行*8列的方式排布，且该128个细胞培养单元1的基体10一体成型。
本申请实施例中的细胞培养装置2结构紧凑、体积小巧，能够适用于实验室自动化工作站的工作距离，能够与高通量自动化系统相匹配，可直接放置于自动化工作站样品台上，实现培养流体和化学试剂的精准移液。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种细胞培养单元，其特征在于，包括：
基体，具有两个第一流道、两个第一进口以及两个第一出口，每一所述第一流道均与一所述第一进口以及一所述第一出口连通，所述基体还具有第二进口；
阻隔件，位于两个所述第一流道之间，所述阻隔件具有一个位于所述阻隔件内部且与所述第二进口连通的第二流道，所述阻隔件包括阻隔部，所述阻隔部与所述基体之间形成有连通口或者所述阻隔部自身具有连通口，所述第二流道和两个所述第一流道通过所述连通口连通；
其中，两个所述第一进口分别用于将两种不同的培养流体引入两个所述第一流道内，所述第二进口用于将生物样本引入所述第二流道内，所述阻隔部可阻隔所述生物样本融入所述培养流体，且所述连通口可允许所述培养流体中的营养物质融入所述生物样本。
2.如权利要求1所述的细胞培养单元，其特征在于，
至少一个所述第一流道的自身延伸方向上的中轴线与所述第二流道的自身延伸方向上的中轴线平行。
3.如权利要求1所述的细胞培养单元，其特征在于，
同一所述第一流道上连通的所述第一进口以及所述第一出口，位于所述第一流道的自身延伸方向上的两端。
4.如权利要求1所述的细胞培养单元，其特征在于，所述阻隔部的数量为两个，两个所述阻隔部相对且间隔设置，所述第二流道在两个所述阻隔部之间延伸，所述阻隔件还包括：
两个围合部，分别位于所述第二流道的延伸方向上的两端且与两个所述阻隔部连接，以构设出所述第二流道。
5.如权利要求4所述的细胞培养单元，其特征在于，所述第一流道具有第一底面、与所述第一底面连接的第一侧面；
两个所述围合部均具有与所述第一底面相交的外侧面，所述外侧面、所述第一侧面和所述第一底面共同围设形成所述第一流道。
6.如权利要求1所述的细胞培养单元，其特征在于，所述基体包括：
第一基层，具有第一表面，所述第一表面设有所述第一流道；
第二基层，叠设于所述第一表面以盖合所述第一流道，所述第二基层具有两个所述第一进口、两个所述第一出口以及所述第二进口，所述第二基层具有与所述第一表面贴合的第二表面，所述阻隔件设置于所述第二表面，和/或，所述阻隔件设置于所述第一流道的第一底面。
7.如权利要求6所述的细胞培养单元，其特征在于，
所述第一基层和所述第二基层通过热压、超声波和激光中的一种加工方式贴合封装；或者，
所述第一基层、所述阻隔件与所述第二基层通过3D打印技术一体成型。
8.如权利要求1所述的细胞培养单元，其特征在于，所述第二流道具有第二底面，所述阻隔部高于所述第二底面，或者，所述阻隔部与所述第二底面平齐，或者，所述阻隔部低于所述第二底面。
9.如权利要求8所述的细胞培养单元，其特征在于，
所述阻隔部高于所述第二底面时，所述阻隔部为相对于所述第二底面凸设的阻隔条；
所述阻隔部与所述第二底面平齐时，所述阻隔部为与所述第二底面平齐的疏水阻隔带；
所述阻隔部低于所述第二流道的底面时，所述阻隔部为相对于所述第二底面凹陷的阻隔槽。
10.如权利要求1-9中任一项所述的细胞培养单元，其特征在于，
所述阻隔件的数量为一个，所述第二进口的数量为一个；或者
所述阻隔件的数量为多个，所述第二进口的数量为多个，相邻两个所述阻隔件之间间隔或者接触，且每一所述阻隔件内的所述第二流道均与一所述第二进口连通，至少两个不同的所述第二流道用于容置不同的生物样本。
11.如权利要求10所述的细胞培养单元，其特征在于，两个所述第一流道之间的所述第二流道的的数量为一个，且两个所述第一流道的自身延伸方向上的中轴线与所述第二流道的自身延伸方向上的中轴线平行。
12.如权利要求10所述的细胞培养单元，其特征在于，两个所述第一流道之间的所述第二流道的的数量为多个，多个所述第二流道的自身延伸方向上的中轴线与两个所述第一流道的自身延伸方向上的中轴线平行；或者，多个所述第二流道的自身延伸方向上的中轴线相互平行，且任一所述第二流道的自身延伸方向上的中轴线与两个所述第一流道的自身延伸方向上的中轴线平行。
13.如权利要求12所述的细胞培养单元，其特征在于，多个所述第二流道的自身延伸方向上的中轴线与两个所述第一流道的自身延伸方向上的中轴线平行时，所述基体还具有多个第二出口，每一所述第二出口均与一所述第二流道连通；
所述第二进口以及所述第二出口分别与所述第二流道的自身延伸方向上的两端连通；和/或
所述第二进口的流通截面大于所述第二出口的流通截面。
14.如权利要求12所述的细胞培养单元，其特征在于，多个所述第二流道自身延伸方向上的中轴线相互平行，且任一所述第二流道自身延伸方向上的中轴线与两个所述第一流道的自身延伸方向上的中轴线平行时；
任意相邻两个所述阻隔件之间间隔，所述基体还包括第三进口、第三出口和第三流道，每个所述第三流道均与一所述第三进口以及一所述第三出口连通，所述第三进口用于将不同于两个所述第一流道内的所述培养流体的其他培养流体引入所述第三流道内。
15.一种细胞培养装置，其特征在于，包括多个如权利要求1-14中任一项所述的细胞培养单元，所述多个细胞培养单元呈行列排布。
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