CN214032522U

CN214032522U - 高通量微孔细胞培养结构及培养皿

Info

Publication number: CN214032522U
Application number: CN202022202505.XU
Authority: CN
Inventors: 宋昭
Original assignee: Yingzhuo Digital Technology Beijing Co ltd
Current assignee: Yingzhuo Digital Technology Beijing Co ltd
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2021-08-24
Anticipated expiration: 2030-09-30

Abstract

本实用新型公开了高通量微孔细胞培养结构，包括：微孔阵列，微孔的横截面尺寸不大于500μm；液体交换区，其设置于所述微孔阵列上方，并与每个所述微孔连通。本实用新型还提供了培养皿。本实用新型中微孔阵列中的每个微孔可以作为独立腔室，用于细胞培养，方便监测细胞行为，方便单细胞及单克隆团的转移、分析、捕获。

Description

高通量微孔细胞培养结构及培养皿

技术领域

本实用新型涉及细胞培养工具。更具体地说，本实用新型涉及一种用于高通量微孔细胞培养结构及培养皿。

背景技术

目前常规细胞培养皿(包括不同规格皮氏培养皿、多孔培养皿、特殊规格细胞培养池等)，主要用于细胞无菌培养、细胞生长观察使用，但常规细胞培养皿存在以下缺陷：1、这些载体虽可以很好监控贴壁细胞，但在追踪及监控悬浮细胞或可移动细胞应用中效果很差，因为显微镜扫描整个细胞培养皿需要大量的时间，而在此阶段因为细胞可移动，且细胞生长密度大等因素条件下，很难保证对单个细胞或小细胞团进行多次精准识别观察，更无法准确监测其相关细胞行为，如相互作用，增值，活性分泌物检测以及精准转移到下游分析载体进行相应单细胞应用(如转至PCR管进行单细胞扩增或测序等研究)。2、细胞在培养皿内大规模增值后很难准确逐个追踪并重复识别记录某个单细胞或单克隆细胞团(例如：内径尺寸15μm-300μm)的细胞分裂增值、细胞蛋白分泌、细胞相互作用等行为，需要转移至其他检测载体如细胞间蛋白相互作用检测芯片、多种微孔板如(96、384孔板)进行酶联反应检测或荧光检测等，这大大增加了工作操作流程，耗材使用，且无法实现单细胞及单克隆团的转移，并保证它们转板后的活性及保留其完整的功能。3、目前随着细胞治疗、免疫治疗等发展，单细胞或单克隆团的分析，捕获等应用越来越重要，利用标准细胞培养皿在操作上存在巨大挑战，而基于此单细胞水平的细胞间相互作用，细胞蛋白分泌检测，单细胞PCR或测序则更难实现，除非利用昂贵的设备及耗材；目前稀有细胞观察、识别、检测及相应处理随着单细胞检测技术的丰富，越来越迫切；如液体活检中CTC细胞的识别及分离或循环胎儿细胞在血浆中富集、识别、分离；另外像肿瘤干细胞、免疫治疗细胞、生物技术相关蛋白分泌细胞等都属于此类范畴。因此，亟需设计一种能够克服上述缺陷的细胞培养工具。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供高通量微孔细胞培养结构及培养皿，微孔阵列中的每个微孔可以作为独立腔室，用于细胞培养，方便监测细胞行为，方便单细胞及单克隆团的转移、分析、捕获。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，根据本实用新型的一个方面，提供了高通量微孔细胞培养结构，包括：

微孔阵列，微孔的横截面尺寸不大于500μm；

液体交换区，其设置于所述微孔阵列上方，并与每个所述微孔连通。

进一步地，所述的高通量微孔细胞培养结构，所述微孔的深度不大于500μm。

进一步地，所述的高通量微孔细胞培养结构，所述微孔的容积不大于150nL。

进一步地，所述的高通量微孔细胞培养结构，所述微孔的横截面形状为正方形、长方形、圆形、水滴形、椭圆形、六边形、菱形或不规格形状。

进一步地，所述的高通量微孔细胞培养结构，所述微孔的横截面形状为双耳圆形、双耳正方形、双耳六边形、双耳长方形、双耳菱形、单耳正方形、单耳六边形、单耳长方形、单耳菱形、或具备单、双耳的不规则形状。

进一步地，所述的高通量微孔细胞培养结构，还包括盖板，所述盖板用于覆盖所述微孔阵列，所述盖板朝向所述微孔阵列的表面包埋有生物活性物质。

根据本实用新型的另一个方面，本实用新型提供了培养皿，包括培养皿本体，所述培养皿本体内设置有所述的高通量微孔细胞培养结构。

进一步地，所述的培养皿，所述微孔阵列形成于所述培养皿本体内部底面，覆盖所述内部底部的一部分区域或全部区域，所述液体交换区为培养皿本体内部位于所述微孔阵列上方的区域。

进一步地，所述的培养皿，所述培养皿本体具有一个或多个皿孔，所述微孔阵列形成于所述皿孔的底面。

进一步地，所述的培养皿，所述培养皿本体的材质为玻璃、聚丙烯、聚乙烯或聚四氟乙烯。

本实用新型至少包括以下有益效果：

本实用新型的微孔阵列具备数千个至数百万个纳升或皮升的微孔列阵，每个独立的微孔作为独立腔室，用于细胞培养、细胞相关反应测定，大大减少了相应分析的操作流程，节省了同样数量测试样本所需的时间和中间昂贵耗材设备，同时配合现有技术条件轻松实现稀有细胞系、单细胞或单克隆团等细胞样本的实时监控，分析，捕获转移等。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例中微孔阵列的结构示意图；

图3为本实用新型另一个实施例中微孔阵列的结构示意图；

图4为本实用新型一个实施例中微孔、盖板的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1～4所示，本实用新型的实施例提供了高通量微孔细胞培养结构，包括：微孔阵列2，微孔201的横截面尺寸不大于500μm；液体交换区3，其设置于所述微孔阵列2上方，并与每个所述微孔201连通。在本实施例中，微孔阵列2可形成于任意现有细胞培养工具的表面，如皮氏培养皿1，可以是玻璃、聚丙烯、聚乙烯或聚四氟乙烯等材料制成的细胞培养工具。微孔阵列2可通过光切割、微加工、压花或压印或其它任何标准方法。微孔阵列2中微孔的数量根据需要在数千至数百万之间调整。液体交换区3用于要保证每个微孔的顶部细胞培养液可以互通，保证每个微孔内的细胞分泌物可以经上层空间流到周边微孔内进行信息交换，以促进单个微孔内细胞的生长。微孔的尺寸可根据需要调整，但不应大于500μm，否则将不能满足稀有细胞系、单细胞或单克隆团等细胞样本的单独培养、便于观察需求。微孔的形状不作限定，可以是任何能满足培养需求的形状。可选地，微孔阵列2中每个微孔可通过显微镜扫描后，通过软件登记并使用各自的ID号，方便识别并重复观察其中细胞样本。可选地，微孔列阵支持用玻璃毛细管的转移孔内单细胞或单克隆细胞系。可以看出，微孔阵列2中每个独立的微孔作为独立腔室，用于细胞培养、细胞相关反应测定，众多数量的微孔大大减少了相应分析的操作流程，节省了同样数量测试样本所需的时间和中间昂贵耗材设备，同时配合现有技术条件轻松实现稀有细胞系、单细胞或单克隆团等细胞样本的实时监控，分析，捕获转移等。

在另一些实施例中，所述微孔201的深度不大于500μm，微孔应该有足够的深度，以实现细胞的分隔，通常不大于500μm。

在另一些实施例中，所述微孔201的容积不大于150nL，微孔的容积需要能够满足细胞培养即可，通常不大于150nL。

在另一些实施例中，所述微孔201的横截面形状为正方形、长方形、圆形、水滴形、椭圆形、六边形、菱形或不规格形状等，这些形状能够方便显微镜下分辨各自独立空间，满足常规的细胞培养和观察。

在另一些实施例中，所述微孔的横截面形状为双耳圆形、双耳正方形、双耳六边形、双耳长方形、双耳菱形、单耳正方形、单耳六边形、单耳长方形、单耳菱形、或具备单、双耳的不规则形状等，这些形状较方便用玻璃毛细管捕获细胞，双耳及单耳构造主要是在玻璃毛细管完全覆盖微孔顶部条件下，提供液体流动微环境，方便玻璃毛细管吸走细胞。

在另一些实施例中，还包括盖板4，所述盖板4用于覆盖、封闭所述微孔阵列2，所述盖板4朝向所述微孔阵列2的表面包埋有小分子物质401，包埋固定抗体、抗原、蛋白质、核酸等生物活性物质401，用于进行细胞间接免疫应答，同时可使每个微纳米小孔完全密闭形成完全独立的细胞培养反应微环境；如图4所示，液体交换区3与盖板4间有个间隙，没有盖上盖板时，培养液超过微纳米孔壁高度，则在上面形成液体互通部分，方便细胞信息传递；而盖上盖板，每个微纳米孔变成一个完全封闭的环境，这时微孔上部的液体交换区功能不再。最终实现的功能不加盖板，液体交换区中细胞分泌信息互通，帮助单细胞成活率；如加上盖板，则每个孔变为密闭环境进行测试，液体交换区功能不在。

本实用新型的实施例还提供了培养皿1，包括培养皿1本体，所述培养皿1本体内设置有所述的高通量微孔细胞培养结构。在本实施例中，关于微孔阵列2部分可以参考上文的描述，本实施例中的培养皿1可以是现有的任意培养皿1。表1示出了培养皿和微孔的一些示例。

表1培养皿中微孔数量、规格

直径or长	高or深	微孔体积	细胞培养皿孔数	每个皿孔的微孔数量	总的微孔数量
						350μm	350μm	60nl	6/24	4000/750	2.4万/1.8万
200μm	100μm	4nl	6/24	2.2万/4300	13万/10万
						100μm	50μm	500pl	6/24	8万/15700	48万/38万
100μm	100μm	800pl	6	6万	36万
						40μm	40μm	50pl	6	15万	90万
25μm	25μm	12pl	2	20万	40万
						25μm	100μm	48pl	6	20万	120万
12μm	12μm	1.5pl	6	90万	500万

在另一些实施例中，所述微孔阵列2形成于所述培养皿1本体内部底面，覆盖所述内部底部的一部分区域或全部区域，所述液体交换区3为培养皿1本体内部位于所述微孔阵列2上方的区域，即本实施例可以直接对现有培养皿1进行改造，即在现有培养皿1底面形成数千至数百万数量的微孔，在微孔阵列2上方的区域形成液体交换区3。

在另一些实施例中，所述培养皿1本体具有一个或多个皿孔，所述微孔阵列2形成于所述皿孔的底面，满足各类不同需求。

在另一些实施例中，所述培养皿1本体的材质为玻璃、聚丙烯、聚乙烯或聚四氟乙烯，这些材料能够较方便地用光切割、微加工、压花或压印等手段产生微孔阵列2。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型高通量微孔细胞培养结构及培养皿1的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims

1.高通量微孔细胞培养结构，其特征在于，包括：

微孔阵列，微孔的横截面尺寸不大于500μm；

2.如权利要求1所述的高通量微孔细胞培养结构，其特征在于，所述微孔的深度不大于500μm。

3.如权利要求1所述的高通量微孔细胞培养结构，其特征在于，所述微孔的容积不大于150nL。

4.如权利要求1所述的高通量微孔细胞培养结构，其特征在于，所述微孔的横截面形状为正方形、长方形、圆形、水滴形、椭圆形、六边形、菱形或不规格形状。

5.如权利要求1所述的高通量微孔细胞培养结构，其特征在于，所述微孔的横截面形状为双耳圆形、双耳正方形、双耳六边形、双耳长方形、双耳菱形、单耳正方形、单耳六边形、单耳长方形、单耳菱形、或具备单、双耳的不规则形状。

6.如权利要求1所述的高通量微孔细胞培养结构，其特征在于，还包括盖板，所述盖板用于覆盖所述微孔阵列，所述盖板朝向所述微孔阵列的表面包埋有生物活性物质。

7.培养皿，其特征在于，包括培养皿本体，所述培养皿本体内设置有权利要求1～6任一所述的高通量微孔细胞培养结构。

8.如权利要求7所述的培养皿，其特征在于，所述微孔阵列形成于所述培养皿本体内部底面，覆盖所述内部底面的一部分区域或全部区域，所述液体交换区为培养皿本体内部位于所述微孔阵列上方的区域。

9.如权利要求7所述的培养皿，其特征在于，所述培养皿本体具有一个或多个皿孔，所述微孔阵列形成于所述皿孔的底面。

10.如权利要求7所述的培养皿，其特征在于，所述培养皿本体的材质为玻璃、聚丙烯、聚乙烯或聚四氟乙烯。