CN219861382U - 一种自重力高通量膜式芯片 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种自重力高通量膜式芯片。膜式芯片包括第一层、多孔膜和第二层。第一层具有第一培养室；第二层沿重力方向层叠设于第一层，且第一层和第二层中的至少一个具有第二培养室，在重力方向，第二培养室位于多孔膜背离第一培养室的一侧；第二层具有至少一个的第一进样池和至少一个的第二进样池，且在重力方向，第一进样池的第一进样口和第二进样池的第二进样口均高于第二培养室。本申请通过自重力流体驱动的方式，能够使流体对应地进入第一培养室和第二培养室，并附着于多孔膜对应的表面，模拟细胞动态培养，提高培养通量，为构建复杂的器官模型提供了便利，降低了灌注设备的复杂性和器官模型构建的成本。

Description

一种自重力高通量膜式芯片

技术领域

本申请涉及细胞培养技术领域，尤其涉及一种自重力高通量膜式芯片。

背景技术

膜式芯片技术是一种在芯片中进行体外细胞三维培养的技术，通过对微通道、微反应室和其他功能部件的构建，对芯片中的细胞、流体、气体、细胞外微环境等组分进行精准操控，从而生成具有生物功能性的人体微组织和微器官。膜式芯片技术具有集成化、消耗低、通量高、仿真度高、分析快等优点，在新药研发、疾病模型、个性化医疗和航天医学等领域具有广阔的应用前景。

人体内通过血管运输养分和气体到身体各个部位，并通过器官-血管界面进行营养、气体、代谢物交换。为了对人体内这种结构进行模拟，部分膜式芯片技术研究中采用了多孔膜来构建这样的界面，在膜的两侧分别培养血管内皮细胞以及和器官对应的细胞，用以模拟器官-血管界面的细胞排列和界面功能。然而，由于人体结构的复杂性，对膜式芯片能够建立的模型的复杂性提出了较高的要求，还需要求膜式芯片内的流体能够流动，以更好地模拟人体微组织和微器官的生长环境，如此，将使得膜式芯片结构复杂，构建器官模型成本高，构建过程操作复杂，通量低。

实用新型内容

本申请实施例提供一种自重力高通量膜式芯片，能够解决膜式芯片结构复杂的问题。

本申请实施例提供了一种自重力高通量膜式芯片，膜式芯片包括第一层、多孔膜和第二层。

第一层具有第一空间，所述第一空间包括第一培养室；多孔膜对应所述第一培养室设置；第二层沿重力方向层叠设于所述第一层，且所述第一层和所述第二层中的至少一个具有第二空间，所述第二空间包括第二培养室，在重力方向，所述第二培养室位于所述多孔膜背离所述第一培养室的一侧；所述第二层具有至少一个的第一进样池和至少一个的第二进样池，所述第一进样池其中一端与所述第一培养室连通、另一端于所述第二层背离所述第一层的表面形成第一进样口，所述第二进样池其中一端与所述第二培养室连通、另一端于所述第二层背离所述第一层的表面形成第二进样口，且在重力方向，所述第一进样口和所述第二进样口均高于所述第二培养室。

在一些实例性的实施例中，所述第一空间还包括与所述第一进样口和所述第一培养室连通的第一流道，所述第一流道和所述第一培养室处于垂直于重力方向的第一平面；所述第二空间还包括与所述第二进样口和所述第二培养室连通的第二流道，所述第二流道和所述第二培养室处于垂直于重力方向的第二平面；所述第一平面和所述第二平面均与所述多孔膜平行，且在重力方向分设于所述多孔膜相对的两侧。

在一些实例性的实施例中，所述第一空间呈旋转对称空间或轴对称空间；和/或，所述第二空间呈旋转对称空间或轴对称空间。

在一些实例性的实施例中，所述第一层具有与所述第二层连接的第一对接面，所述第一层具有所述第二空间，且所述第二培养室和所述第二流道开设于所述第一对接面。

在一些实例性的实施例中，所述第一层包括在重力方向层叠设置的培养层和底板；所述培养层包括与所述第二层连接的第一对接面、背离所述第一对接面的第二对接面；所述第一培养室和所述第一流道开设于所述第二对接面，且所述第二对接面与所述底板连接。

在一些实例性的实施例中，所述多孔膜的边缘区域固定于所述第一层和所述第二层中的至少一个；或，所述膜式芯片还包括支撑环，所述多孔膜的边缘区域固定于所述支撑环，所述支撑环安装于所述第一层和所述第二层中的至少一个。

在一些实例性的实施例中，所述第二层背离所述第一层的表面开设有第一孔，所述第一孔朝所述第一层所在的延伸至与所述第二培养室连通。

在一些实例性的实施例中，所述第二层背离所述第一层的表面开设有多个蒸发槽；所述第二层具有多个所述第一进样口和多个所述第二进样口；相邻两个所述第一进样口之间、相邻两个所述第二进样口之间和相邻的所述第一进样口和所述第二进样口之间的至少一处开设有一个所述蒸发槽。

在一些实例性的实施例中，所述第一培养室的形状与所述第二培养室的形状相似，且为圆形孔、正多边形孔或正多边圆角孔。

在一些实例性的实施例中，所述第一空间、所述第二空间、所述第一进样口、所述第二进样口和所述多孔膜形成一组培养单元，所述膜式芯片具有多组所述培养单元，且任意两组所述培养单元间隔设置。

第二方面，本申请还一种如上所述的膜式芯片在生物模型培养及药物分析中的应用。

基于本申请实施例的自重力高通量膜式芯片，至少具有如下有益效果：

通过自重力流体驱动的方式，能够使流体对应地进入第一培养室和第二培养室，并附着于多孔膜对应的表面，还有助于在驱动设备的驱动下往复运动，使第一培养室和第二培养室内对应的流体能够流动地与附着于多孔膜表面的细胞接触，模拟细胞动态培养。另外，膜式芯片无需再单独设置驱动流体流动的结构，有助于缩小输送流体至第一培养室和第二培养室的结构占用的空间，能够在有限的空间内设置更多组用于培养细胞的结构单元，提高培养通量。本申请实施例的膜式芯片为构建复杂的器官模型提供了便利，同时还有助于建立标准的三维器官模型培养方式，降低了灌注设备的复杂性和器官模型构建的成本。

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的膜式芯片的立体结构示意图；

图2为本申请一种实施例的膜式芯片的爆炸结构示意图；

图3为本申请一种实施例的膜式芯片具有多个培养单元的立体结构示意图；

图4为本申请一种实施例的膜式芯片的具有第一孔的立体结构示意图；

图5为本申请一种实施例的膜式芯片具有第一孔的剖视示意图；

图6为本申请一种实施例的膜式芯片具有第一孔且具有多个培养单元的立体结构示意图；

图7为本申请一种实施例的膜式芯片具有蒸发槽的立体结构示意图；

图8为本申请一种实施例的膜式芯片具有蒸发槽的剖视示意图；

图9为本申请一种实施例的膜式芯片具有蒸发槽的爆炸示意图；

图10为本申请一种实施例的膜式芯片具有蒸发槽且具有多个培养单元的立体结构示意图。

附图标记：

10、膜式芯片；11、培养单元；

100、第一层；110、培养层；111、第一对接面；113、台阶面；120、底板；

101、第一空间；1011、第一培养室；1012、第一流道；1013、转接流道；

200、第二层；201、第二空间；2011、第二培养室；2012、第二流道；202、第一进样口；203、第二进样口；204、第一孔；205、蒸发槽；2021、第一进样池；2031、第二进样池；

300、多孔膜；

400、支撑环。

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。

发明人发现，只包含一侧流道的膜式膜式芯片，将限制所培养器官模型的种类，不利于复杂模型的建立，具有上下流道的膜式芯片能够满足复杂模型的建立需求。然而，相关技术中，具有上下流道的膜式芯片，流体驱动方式为蠕动泵或气泵驱动，装置复杂昂贵，构建器官模型成本高，构建过程操作复杂，通量低。另外，无论何种培养方式(例如，芯片培养或设备培养)若无法满足高通量模型构建需求，将难以满足药物的大规模筛选需要，严重限制了该种培养方式的应用。基于此，本申请实施例提供一种自重力高通量膜式芯片。

如图1和图2所示，为本申请一种实施例的自重力高通量膜式芯片10结构示意图，膜式芯片10包括第一层100、多孔膜300和第二层200。

第一层100具有第一空间101，第一空间101包括第一培养室1011。第二层200层叠设于第一层100其中一侧，且第一层100和第二层200中的至少一个具有第二空间201，第二空间201包括第二培养室2011，第二培养室2011对应第一培养室1011。多孔膜300安装于第一层100和第二层200中的至少一个并对应第一培养室1011设置，第二培养室2011位于多孔膜300背离第一培养室1011的一侧，如此，使多孔膜300的其中一个表面能够与第一培养室1011内的物质接触、另一个表面能够与第二培养室2011内的物质接触。其中，多孔膜300覆盖第一培养室1011与第二培养室2011的对接处，防止第一培养室1011和第二培养室2011内的物质未经多孔膜300直接进行交换。

第二层200背离第一层100的表面开设有至少一个与第一空间101连通的第一进样口202、至少一个与第二空间201连通的第二进样口203，经过第一进样口202进入第一空间101的流体能够达到第一培养室1011与多孔膜300接触，经过第二进样口203进入第二空间201的流体能够到达第二培养室2011与多孔膜300接触。例如，可向第一进样口202和第二进样口203中的其中一个灌注含有细胞的细胞悬液，细胞悬液进入对应的培养室，细胞吸附于多孔膜300单侧，以进行对应模式下的细胞培养；或者，向第一进样口202和第二进样口203中分别灌注含有不同细胞的细胞悬液，细胞悬液进入对应的培养室，细胞吸附于多孔膜300表面，以进行对应模式下的双侧细胞生长。

第二层200具有至少一个的第一进样池2021，第一进样池2021其中一端与第一培养室1011连通、另一端于第二层200背离第一层100的表面形成第一进样口202。第二层200具有至少一个的第二进样池2031，第二进样池2031其中一端与第二培养室2011连通、另一端于第二层200背离第一层100的表面形成第二进样口203。从第一进样口202注入的流体经过第一进样池2021后进入第一培养室1011，从第二进样口203注入的流体经过第二进样池2031后进入第二培养室2011。其中，在重力方向G，第一进样池2021和第二进样池2031具有深度，一方面防止流体溅出，另一方面，预留出空间存储流体，使得第一培养室1011和第二培养室2011能够充满流体，以对应地浸润吸附于多孔膜300表面的细胞。

具体地，本申请实施例中，第二层200沿重力方向G设置于第一层100，在重力方向G，第二培养室2011位于多孔膜300上方，第一培养室1011位于多孔膜300下方。其中，在重力方向G，第一进样口202和第二进样口203均高于第二培养室2011，如此，第一进样池2021内缓存的流体和第二进样池2031内缓存的流体分别能够通过自重力流体驱动的方式，使进入第一空间101的流体在重力的驱动下能够到达第一培养室1011以浸润多孔膜300其中一个表面，以及使进入第二空间201的流体能够在重力的驱动下到达第二培养室2011以浸润多孔膜300另一表面。

采用本申请的膜式芯片10进行细胞培养时，将膜式芯片10安装于驱动设备，通过控制驱动设备调控膜式芯片10的往复活动状态，使第一培养室1011和第二培养室2011内对应的流体能够流动地与附着于多孔膜300表面的细胞接触，模拟细胞动态培养。另外，采用自重力流体驱动的方式，膜式芯片10无需再单独设置驱动流体流动的结构，有助于缩小输送流体至第一培养室1011和第二培养室2011的结构占用的空间，能够在有限的空间内设置更多组用于培养细胞的结构单元，提高培养通量。例如，如图3所示，第一空间101、第二空间201、第一进样口202、第二进样口203和多孔膜300形成一组培养单元11，膜式芯片10具有多组培养单元11，任意两组培养单元11间隔设置，且相邻两组培养单元11的距离能够设计的更近，并能充分利用膜式芯片10的空间，有效提高膜式芯片10的培养通量。

本申请实施例的膜式芯片10为构建复杂的器官模型提供了便利，同时还有助于建立标准的三维器官模型培养方式，流体直接从第一进样口202和第二进样口203进行灌注即可，降低了灌注设备的复杂性和器官模型构建的成本。

可选地，与第一培养室1011连通的第一进样口202的数量为多个；和/或，与第二培养室2011连通的第二进样口203的数量为多个。通过调控从各个第一进样口202和第二进样口203注入的流体的成分，能够建立种类丰富的器官模型，例如，调控注入的流体所包含的药物的成分，可满足药物的大规模筛选需要。

为更好地模拟细胞动态环境，第一空间101还包括第一流道1012，第一流道1012其中一端直接与第一培养室1011连通、另一端与第一进样池2021连通。第二空间201还包括第二流道2012，第二流道2012其中一端直接与第二培养室2011连通、另一端与第二进样池2031连通。可选地，在第一流道1012的流通方向，第一流道1012的流通面积不变；或者，在朝向第一培养室1011的流通方向，第一流道1012的流通面积逐渐减小，以便调控进入第一培养室1011的流体的流量或流速等。可选地，第一流道1012呈条形流道，通过设计第一流道的延伸方向，以便调控流体进入第一培养室1011的流向。同样地，可通过控制第二流道2012的形状，以便控制流体经第二流道2012进入第二培养室2011的流量、流速和流向等流动状态。

第一流道1012和第一培养室1011处于垂直于重力方向G的第一平面，第二流道2012和第二培养室2011处于垂直于重力方向G的第二平面，第一平面和第二平面均与多孔膜300平行，且在重力方向G分设于多孔膜300相对的两侧，如此，使得对应的流体能够更为流畅稳定地出入第一培养室1011和第二培养室2011，并且流体的流动方向与多孔膜300展平后的膜面平行，流体能够更为稳定地与吸附于多孔膜300上的细胞接触，有助于建立标准的三维器官模型培养方式。

可选地，当第一进样口202的数量为多个时，第一空间101包括与第一流道1012数量相等且一一对应的多个第一流道1012，使第一培养室1011内的流体能够更为顺畅地流经吸附于多孔膜300表面的细胞，以更好地模拟细胞动态培养过程。进一步地，与第一培养室1011直接连通的多个第一流道1012呈旋转对称设置或呈轴对称设置。

可选地，当第二进样口203的数量为多个时，第二空间201包括与第二流道2012数量相等且一一对应的多个第二流道2012，使第二培养室2011内的流体能够更为顺畅地流经吸附于多孔膜300表面的细胞，以更好地模拟细胞动态培养过程。进一步地，多个第二流道2012旋转对称设置或呈轴对称设置。

进一步地，第一空间101为旋转对称空间或轴对称空间，具体为，第一空间101为以第一培养室1011的中心为中心的旋转对称空间，或，第一空间101为以经过第一培养室1011中心的平面对称的轴对称空间。可选地，第二空间201为旋转对称空间或轴对称空间，具体为，第二空间201为以第二培养室2011的中心为中心的旋转对称空间，或，第二空间201为以经过第二培养室2011的中心的平面的轴对称空间。如此，第一空间101和第二空间201呈对称结构，有助于在驱动设备的驱动下往复运动时，对应的流体能够更为平稳地流经吸附于多孔膜300表面的细胞。例如，驱动设备驱动器官芯片沿预设方向旋转往复运动时，设置第一空间101和第二空间201各自呈旋转对称空间；或，驱动设备驱动器官芯片沿直线往复运动时，设置第一空间101和第二空间201各自呈轴对称空间。

在器官芯片活动过程中，为防止流动从第一进样口202和第二进样口203处溅出，可以理解的是，在重力方向G，第一进样口202至第一培养室1011的距离越大则防溅出效果越好，以及第二进样口203两者至第二培养室2011的距离越大则防溅出效果越好。可选地，第二层200具有第二空间201，具体为，第二层200用于与第一层100连接的表面开设有第二空间201，第一层100用于与第二层200连接的表面开设有第一空间101，多孔膜300夹设于第一层100和第二层200之间；或者，第一层100具有第二空间201，具体为，第一层100具有用于与第二层200连接的第一对接面111，且第二培养室2011和第二流道2012开设于第一对接面111，多孔膜300设于第一层100。如此设置，使第二空间201处于较为远离第一进样口202和第二进样口203的区域，具有良好的防溅出效果。

当第一层100具有第二空间201时，第一空间101还包括与第一流道1012连通的转接流道1013，转接流道1013延伸至第一对接面111以用于与第一进样池2021连通，以便于第一层100与第二层200层叠时，处于下层的第一空间101与第一进样池2021连通。例如，转接流道1013沿第一层100与第二层200的层叠方向延伸至第一对接面111。

如图1至7所示，第一层100包括在重力方向G层叠设置的培养层110和底板120；培养层110的其中一个表面形成第一对接面111，培养层110还包括背离第一对接面111的第二对接面，第二对接面用于与底板120连接。第一培养室1011和第一流道1012开设于第二对接面，且第二对接面密封连接于底板120。

可选地，当第一层100同时具有第一空间101和第二空间201时，第二培养室2011和第二流道2012开设于培养层110的第一对接面111，且第一培养室1011和第一流道1012开设于培养层110的第二对接面，通过设置第一流道1012和第二流道2012处于培养层110的表面，便于培养层110的加工成型，同时使第一空间101和第二空间201处具有良好的密封效果，使整个膜式芯片10结构简单，易于加工。

第二层200、培养层110、底板120和多孔膜300均具有透光性，以便观察吸附于多孔膜300的细胞的生长状态。可选地，第二层200、培养层110和底板120可各自独立地为玻璃板、塑料板、PDMS(聚二甲基硅氧烷，polydimethylsiloxane)板等，多孔膜300可为PC(聚碳酸酯，Polycarbonate)膜或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯，Polyethylene terephthalate)膜等塑料膜。第二层200和培养层110、培养层110和底板120可通过热压、超声波、激光等方式完成贴合封装。

可以理解的是，多孔膜300的展平均一度越高，吸附于多孔膜300表面的细胞的生长状态则越稳定。可选地，设置多孔膜300的边缘区域固定于第一层100和第二层200中的至少一个，例如，多孔膜300通过热压、超声波、激光等方式完成贴合封装于第一层100(具体为培养层110)；或者，如图8所示，膜式芯片10还包括支撑环400，多孔膜300的边缘区域固定于支撑环400，支撑环400安装于第一层100和第二层200中的至少一个，例如，当第一层100具有第二空间201时，第一培养室1011与第二培养室2011的连接处形成台阶，台阶具有垂直重力方向G的台阶面113，支撑环400则设于台阶面113，提高多孔膜300的张开的均一稳定性。

如图4和图5、图7和图8所示，第二层200背离第一层100的表面开设有第一孔204，第一孔204朝第一层100所在的延伸至与第二培养室2011连通，如此，使第二培养室2011内的物质能够直接经过第一孔204出入第二培养室2011。例如，以以皮肤上皮细胞为例，描述本实施例的膜式芯片10的其中一种使用方法，具体如下：

人工使用移液枪，将含有皮肤上皮细胞的细胞悬液，经第一孔204加入多孔膜300上方的第二培养室2011中。人工使用移液枪，从其中至少一个第一进样口202注入培养基并灌满整个第一培养室1011。将膜式芯片10放入培养箱静置培养一段时间后，皮肤上皮细胞沉积吸附在多孔膜300的上表面。人工使用移液枪，经第一孔204将第二培养室2011内的细胞悬液(皮肤上皮细胞吸附于多孔膜300表面后剩余的液体)吸干，使得吸附在多孔膜300上表面的皮肤上皮细胞暴露在空气中，模拟正常皮肤的生长环境。将膜式芯片10放在摇床上，摇床通过特定角度的往复摆动，使得第一培养室1011内的培养基在多个第一进样口202间来回流动，持续往复流动的培养基通过多孔膜300形成对皮肤上皮细胞的动态培养。通过调控培养基所包含的药物成分和用量，能够用于研究药物对皮肤上皮细胞的影响。

在另一种实施例中，当需要在单多孔膜300双侧生长细胞时，可通过经第一进样口202向第一培养室1011注入细胞悬液、第二进样口203向第二培养室2011注入细胞悬液，每次待多孔膜300对应表面的细胞吸附稳定后，翻转膜式芯片10，将细胞悬液(细胞吸附于多孔膜300表面后剩余的液体)倒出，在再第一培养室1011和第二培养室2011内注入对应的培养基，即可进行多孔膜300双面细胞培养。

由于培养过程中，膜式芯片10需频繁移动，将加速培养基的蒸发，第一孔204的设置能够用于预留出空间以存储较多的培养基，防止第二培养室2011内的液体被蒸干。

可选地，如图7至图10所示，第二层200背离第一层100的表面开设有多个蒸发槽205，蒸发槽205与第一空间101、第二空间201、第一进样口202和第二进样口203均间隔设置。各蒸发槽205内用于存储防蒸发液体，例如，防蒸发液体包括去离子水或PBS缓冲液等。在培养细胞过程中，蒸发槽205内的防蒸发液体暴露于膜式芯片10表层，防蒸发液体能够被蒸发并带走热量，降低第一空间101和第二空间201两者内的培养基的蒸发量。

第二层200具有多个第一进样口202和多个第二进样口203；相邻两个第一进样口202之间、相邻两个第二进样口203之间和相邻的第一进样口202和第二进样口203之间的至少一处开设有一个蒸发槽205，增加蒸发面积，提高防正干效果。

第一培养室1011的形状与第二培养室2011的形状相似，可以为圆形、正多边形或正多边圆角。较佳地，如图10所示，第一培养室1011和第二培养室2011均呈圆形，如此便于布设第一进样口202、第二进样口203、第一孔204和蒸发槽205的形状和位置，使得四者布局紧凑占用的区域更小，有助于在有限的空间内设置更多组培养单元11，提高膜式芯片10的通量。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

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 (11)

1.一种自重力高通量膜式芯片，其特征在于，包括：

第一层，具有第一空间，所述第一空间包括第一培养室；

多孔膜，对应所述第一培养室设置；及

第二层，沿重力方向层叠设于所述第一层，且所述第一层和所述第二层中的至少一个具有第二空间，所述第二空间包括第二培养室，在重力方向，所述第二培养室位于所述多孔膜背离所述第一培养室的一侧；所述第二层具有至少一个的第一进样池和至少一个的第二进样池，所述第一进样池其中一端与所述第一培养室连通、另一端于所述第二层背离所述第一层的表面形成第一进样口，所述第二进样池其中一端与所述第二培养室连通、另一端于所述第二层背离所述第一层的表面形成第二进样口，且在重力方向，所述第一进样口和所述第二进样口均高于所述第二培养室。

2.根据权利要求1所述的自重力高通量膜式芯片，其特征在于，

所述第一空间还包括与所述第一进样口和所述第一培养室连通的第一流道，所述第一流道和所述第一培养室处于垂直于重力方向的第一平面；

所述第二空间还包括与所述第二进样口和所述第二培养室连通的第二流道，所述第二流道和所述第二培养室处于垂直于重力方向的第二平面；

所述第一平面和所述第二平面均与所述多孔膜平行，且在重力方向分设于所述多孔膜相对的两侧。

3.根据权利要求1或2所述的自重力高通量膜式芯片，其特征在于，

所述第一空间呈旋转对称空间或轴对称空间；和/或，

所述第二空间呈旋转对称空间或轴对称空间。

4.根据权利要求2所述的自重力高通量膜式芯片，其特征在于，所述第一层具有与所述第二层连接的第一对接面，所述第一层具有所述第二空间，且所述第二培养室和所述第二流道开设于所述第一对接面。

5.根据权利要求2所述的自重力高通量膜式芯片，其特征在于，所述第一层包括在重力方向层叠设置的培养层和底板；所述培养层包括与所述第二层连接的第一对接面、背离所述第一对接面的第二对接面；

所述第一培养室和所述第一流道开设于所述第二对接面，且所述第二对接面与所述底板连接。

6.根据权利要求1所述的自重力高通量膜式芯片，其特征在于，

所述多孔膜的边缘区域固定于所述第一层和所述第二层中的至少一个；或，

所述膜式芯片还包括支撑环，所述多孔膜的边缘区域固定于所述支撑环，所述支撑环安装于所述第一层和所述第二层中的至少一个。

7.根据权利要求1所述的自重力高通量膜式芯片，其特征在于，所述第二层背离所述第一层的表面开设有第一孔，所述第一孔朝所述第一层所在的延伸至与所述第二培养室连通。

8.根据权利要求1或7所述的自重力高通量膜式芯片，其特征在于，所述第二层背离所述第一层的表面开设有多个蒸发槽；

所述第二层具有多个所述第一进样口和多个所述第二进样口；相邻两个所述第一进样口之间、相邻两个所述第二进样口之间和相邻的所述第一进样口和所述第二进样口之间的至少一处开设有一个所述蒸发槽。

9.根据权利要求1所述的自重力高通量膜式芯片，其特征在于，所述第一培养室的形状与所述第二培养室的形状相似，且为圆形孔、正多边形孔或正多边圆角孔。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的自重力高通量膜式芯片，其特征在于，所述第一空间、所述第二空间、所述第一进样口、所述第二进样口和所述多孔膜形成一组培养单元，所述膜式芯片具有多组所述培养单元，且任意两组所述培养单元间隔设置。

11.一种如权利要求10所述的膜式芯片在生物模型培养及药物分析中的应用。