KR20220036528A - Microfluidic Culture Platform Using Gradiant - Google Patents

Microfluidic Culture Platform Using Gradiant Download PDF

Info

Publication number
KR20220036528A
KR20220036528A KR1020200118854A KR20200118854A KR20220036528A KR 20220036528 A KR20220036528 A KR 20220036528A KR 1020200118854 A KR1020200118854 A KR 1020200118854A KR 20200118854 A KR20200118854 A KR 20200118854A KR 20220036528 A KR20220036528 A KR 20220036528A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
microchannel
cell culture
chamber part
culture platform
microfluidic channel
Prior art date
Application number
KR1020200118854A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102408371B1 (en
Inventor
전상범
정희수
정세훈
Original Assignee
이화여자대학교 산학협력단
인제대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이화여자대학교 산학협력단, 인제대학교 산학협력단 filed Critical 이화여자대학교 산학협력단
Priority to KR1020200118854A priority Critical patent/KR102408371B1/en
Publication of KR20220036528A publication Critical patent/KR20220036528A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102408371B1 publication Critical patent/KR102408371B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/16Vibrating; Shaking; Tilting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/08Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing artificial tissue or for ex-vivo cultivation of tissue
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02Form or structure of the vessel
    • C12M23/16Microfluidic devices; Capillary tubes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M25/00Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
    • C12M25/06Plates; Walls; Drawers; Multilayer plates
    • C12M25/08Plates; Walls; Drawers; Multilayer plates electrically charged
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M35/00Means for application of stress for stimulating the growth of microorganisms or the generation of fermentation or metabolic products; Means for electroporation or cell fusion
    • C12M35/02Electrical or electromagnetic means, e.g. for electroporation or for cell fusion

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

The present invention relates to a cell culture platform that increases the number of cultured cells using a slope, wherein the cells of an injected cell fluid are prevented from adhering to a bottom surface by forming a slanted bottom surface in a chamber and can be effectively introduced into a cell culture space to minimize cell loss, thereby constituting a cell culture platform in which a large amount of cells compared to the number of cells to be seeded can actually be used for research.

Description

경사를 이용한 미세유체채널 세포배양 플랫폼{Microfluidic Culture Platform Using Gradiant}Microfluidic Culture Platform Using Gradiant

본 발명은 경사를 이용한 미세유체채널 세포배양 플랫폼에 관한 것이다.The present invention relates to a microfluidic channel cell culture platform using a gradient.

일반적으로, 배양 접시를 이용한 고전적인 세포배양 방식은 많은 양의 배양액을 소모하여 비용 부담이 증가하고, 여러 단계의 공정을 수작업으로 진행하므로, 작업 능률이 저하된다는 문제점이 있다. 또한, 상기 방식은 3차원 배양을 실행하기 위해 스캐폴드 역할을 하는 값비싼 3차원 배양용 고분자성 물질이 대량으로 요구된다는 문제점이 있다.In general, the classical cell culture method using a culture dish consumes a large amount of culture medium, increases the cost burden, and manually performs several steps, so there is a problem that work efficiency is reduced. In addition, this method has a problem in that a large amount of expensive high molecular weight material for 3D culture serving as a scaffold is required to perform 3D culture.

최근에는 이러한 고전적인 세포배양 방식의 문제점을 극복하기 위해, 미세 가공 기술을 이용하여 제작한 수십 내지 수백 마이크로미터 스케일의 미세채널 내에서 세포를 배양할 수 있는 미세 세포배양 시스템이 연구되고 있다. 이러한 미세 세포배양 시스템은 미세유체채널 내에서 다양한 시약들을 사용하여 생체내의 환경에 가까운 조건으로 세포를 배양할 수 있기 때문에 고전적인 세포 배양법에 비하여 매우 적은 양의 시약, 배양액 및 세포를 이용하여 세포배양 및 분석을 가능하게 하였고, 높은 감도의 세포분석, 약물의 영향 분석 및 신약 개발을 위한 기본 플랫폼 등으로 유용하게 쓰일 수 있다.Recently, in order to overcome the problems of such a classical cell culture method, a micro-cell culture system capable of culturing cells in microchannels on a scale of tens to hundreds of micrometers manufactured using microfabrication technology is being studied. This micro-cell culture system uses a variety of reagents in the microfluidic channel to culture cells under conditions close to the in vivo environment. and analysis, and can be usefully used as a basic platform for high-sensitivity cell analysis, drug effect analysis, and new drug development.

그러나 기존의 미세 세포배양 시스템은 매우 작은 크기의 플랫폼에 매우 적은 수의 세포를 주입하므로 상기 플랫폼 내로 주입된 세포액 내의 세포가 배양공간으로 유입되기 전에 주입부의 바닥 면에 부착되어버려 세포 손실이 발생하고, 상기 부착된 세포 수 만큼의 배양된 세포를 얻을 수 없게 된다는 문제가 있다.However, since the existing micro-cell culture system injects a very small number of cells into a very small-sized platform, the cells in the cell fluid injected into the platform adhere to the bottom surface of the injection unit before they flow into the culture space, resulting in cell loss. , there is a problem in that it is not possible to obtain cultured cells equal to the number of adherent cells.

등록특허공보 제10-1307196호(2013.09.05.)Registered Patent Publication No. 10-1307196 (2013.09.05.)

이에, 본 발명은 세포배양 플랫폼에 경사진 바닥 면을 형성하여 주입된 세포액의 세포가 바닥 면에 부착되는 것을 방지하고 세포의 배양공간으로 효과적으로 유입시켜 세포 손실을 최소화할 수 있는 세포배양 플랫폼을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention provides a cell culture platform capable of minimizing cell loss by forming an inclined bottom surface on the cell culture platform to prevent the cells of the injected cell fluid from adhering to the bottom surface and effectively introducing the cells into the cell culture space. aim to do

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 제1 챔버부, 제2 챔버부, 제1 미세채널, 제2 미세채널 및 미세그루브를 포함하고, 상기 제1 챔버부는 일정 간격 이격된 복수개의 챔버로 구성되어 바닥면이 제1 미세채널 방향으로 하방 경사져 일측면이 상기 제1 미세채널과 연결되고, 상기 제2 챔버부는 일정 간격 이격된 복수개의 챔버로 구성되어 바닥면이 제2 미세채널 방향으로 하방 경사져 일측면이 상기 제2 미세채널과 연결되고, 상기 제1 미세채널과 제2 미세채널은 일측면이 복수개의 미세그루브로 연결되는, 미세유체채널 세포배양 플랫폼를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a first chamber part, a second chamber part, a first microchannel, a second microchannel and a microgroove, and the first chamber part consists of a plurality of chambers spaced apart from each other by a predetermined interval. The bottom surface is inclined downward in the direction of the first microchannel so that one side is connected to the first microchannel, and the second chamber part is composed of a plurality of chambers spaced apart by a predetermined interval so that the bottom surface is inclined downward in the direction of the second microchannel One side is connected to the second microchannel, and one side of the first microchannel and the second microchannel is connected to a plurality of microgrooves, and a microfluidic channel cell culture platform is provided.

본 발명에 따른 기울기를 이용한 미세유체채널 세포배양 플랫폼은 세포의 3차원 배양을 효과적으로 실현하여 세포의 신호전달, 세포이동 및 조직 분화 등의 연구에 이용될 수 있다.The microfluidic channel cell culture platform using the gradient according to the present invention can be used for studies such as cell signal transduction, cell migration, and tissue differentiation by effectively realizing a three-dimensional culture of cells.

또한, 세포 손실 최소화하여 시딩하는 세포 수 대비 많은 양의 세포가 실질적으로 연구에 이용될 수 있도록 한다.In addition, cell loss is minimized so that a large amount of cells can be practically used for research compared to the number of cells to be seeded.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유체채널 세포배양 플랫폼의 개략적인 구성을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세유체채널 세포배양 플랫폼의 종단면도를 도시한 것이다.
1 shows a schematic configuration of a microfluidic channel cell culture platform according to an embodiment of the present invention.
2 is a longitudinal cross-sectional view of a microfluidic channel cell culture platform according to an embodiment of the present invention.

이하 설명하는 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 이하 설명하는 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이하 설명하는 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The invention to be described below can have various changes and can have various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the invention described below to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the technology described below.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 이하 설명하는 기술의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components are not limited by the above terms, and only for the purpose of distinguishing one component from other components. is used only as For example, a first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component without departing from the scope of the present invention. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In terms of terms used herein, the singular expression should be understood to include a plural expression unless the context clearly dictates otherwise, and terms such as "comprises" refer to the described feature, number, step, operation, and element. , parts or combinations thereof are to be understood, but not to exclude the possibility of the presence or addition of one or more other features or numbers, step operation components, parts or combinations thereof.

도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.Prior to a detailed description of the drawings, it is intended to clarify that the classification of the constituent parts in the present specification is merely a division according to the main function each constituent unit is responsible for. That is, two or more components to be described below may be combined into one component, or one component may be divided into two or more for each more subdivided function. In addition, each of the constituent units to be described below may additionally perform some or all of the functions of other constituent units in addition to the main function it is responsible for. Of course, it may be carried out by being dedicated to it.

또한, 방법 또는 동작 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.In addition, in performing the method or the method of operation, each process constituting the method may occur differently from the specified order unless a specific order is clearly described in context. That is, each process may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.

본 발명은 하나의 양태로, 제1 챔버부, 제2 챔버부, 제1 미세채널, 제2 미세채널 및 미세그루브를 포함하고, 상기 제1 챔버부는 일정 간격 이격된 복수개의 챔버로 구성되어 바닥면이 제1 미세채널 방향으로 하방 경사져 일측면이 상기 제1 미세채널과 연결되고, 상기 제2 챔버부는 일정 간격 이격된 복수개의 챔버로 구성되어 바닥면이 제2 미세채널 방향으로 하방 경사져 일측면이 상기 제2 미세채널과 연결되고, 상기 제1 미세채널과 제2 미세채널은 일측면이 복수개의 미세그루브로 연결되는, 미세유체채널 세포배양 플랫폼을 포함 제공한다.In one aspect, the present invention includes a first chamber part, a second chamber part, a first microchannel, a second microchannel, and a microgroove, wherein the first chamber part is composed of a plurality of chambers spaced apart from each other by a predetermined interval and has a floor The surface is inclined downward in the direction of the first microchannel so that one side is connected to the first microchannel, and the second chamber part is composed of a plurality of chambers spaced apart by a predetermined interval, and the bottom surface is inclined downward in the direction of the second microchannel to one side It is connected to the second microchannel, and the first microchannel and the second microchannel have one side connected to a plurality of microgrooves, and a microfluidic channel cell culture platform is provided.

본 기술의 하나의 구현예로, 상기 제1 챔버부, 제2 채버부, 제1 미세채널, 제2 미세채널 및 미세그루브는 폴리디메틸실록산(poly(dimethy lsiloxane), PDMS), 폴리메틸메타클릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리아크리레이트(polyacrylates), 폴리카보네이트(polycarbonates), 폴리실릭 올레핀(polycyclic olefins), 폴리이미드(polyimides), 폴리우레탄(polyurethanes) 또는 유리 소재일 수 있다.In one embodiment of the present technology, the first chamber part, the second chamber part, the first microchannel, the second microchannel, and the microgroove are polydimethylsiloxane (poly(dimethy lsiloxane), PDMS), polymethylmethakle It may be made of polymethylmethacrylate (PMMA), polyacrylates, polycarbonates, polycyclic olefins, polyimides, polyurethanes, or glass materials.

본 기술의 하나의 구현예로, 상기 미세그루브는 폭이 5 내지 50 μm일 수 있다.In one embodiment of the present technology, the microgroove may have a width of 5 to 50 μm.

본 기술의 하나의 구현예로, 제1 미세채널 및 제2 미세채널은 폭이 0.2 내지 5 mm 및 길이는 3 내지 50 mm 일 수 있다.In one embodiment of the present technology, the first microchannel and the second microchannel may have a width of 0.2 to 5 mm and a length of 3 to 50 mm.

본 기술의 하나의 구현예로, 제1 챔버부 및 제2 챔버부의 직경은 1 내지 10 mm 일 수 있다.In one embodiment of the present technology, the diameter of the first chamber part and the second chamber part may be 1 to 10 mm.

본 기술의 하나의 구현예로, 상기 미세유체채널 세포배양 플랫폼은 유리커버 슬립을 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present technology, the microfluidic channel cell culture platform may further include a glass coverslip.

본 기술의 하나의 구현예로, 상기 제1 미세채널 및 제2 미세채널은 미세전극을 구비할 수 있다.In one embodiment of the present technology, the first microchannel and the second microchannel may include microelectrodes.

본 기술의 하나의 구현예로, 상기 유리커버 슬립은 폴리L리신(poly-L-lysine), 폴리D리신(poly-D-lysine), 폴리L오르니틴(poly-L-ornithine), 라미닌(laminin), 콜라겐(collagen), 피브린(fibrin), 피브로넥틴(fibronectin) 또는 마트리젤(matrigel)로 코팅될 수 있다.In one embodiment of the present technology, the glass coverslip is poly-L-lysine, poly-D-lysine, poly-L-ornithine, laminin (poly-L-lysine) laminin), collagen, fibrin, fibronectin, or matrigel.

본 기술의 하나의 구현예로, 상기 제1 챔버부, 제2 챔버부, 제1 미세채널, 제2 미세채널 및 미세그루브는 폴리L리신(poly-L-lysine), 폴리D리신(poly-D-lysine), 폴리L오르니틴(poly-L-ornithine), 라미닌(laminin), 콜라겐(collagen), 피브린(fibrin), 피브로넥틴(fibronectin) 또는 마트리젤(matrigel)로 코팅될 수 있다.In one embodiment of the present technology, the first chamber part, the second chamber part, the first microchannel, the second microchannel and the microgroove are poly-L-lysine, poly-D-lysine (poly-L-lysine) D-lysine), poly-L-ornithine, laminin, collagen, fibrin, fibronectin or matrigel may be coated.

도 1 및 도 2에는 본 발명의 하나의 구현예에 따른 미세유체채널 세포배양 플랫폼의 구성이 도시되어 있다. 이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 하기의 구현예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위해 제공되는 것일 뿐, 하기 구현예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.1 and 2 show the configuration of a microfluidic channel cell culture platform according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings to help the understanding of the present invention. However, the following embodiments are provided for easier understanding of the present invention, and the content of the present invention is not limited by the following embodiments.

도 1은 본 발명의 하나의 구현예에 따른 미세유체채널 세포배양 플랫폼을 개략적으로 도시한 것이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 미세유체채널 세포배양 플랫폼은 연소로 제1 챔버부(10), 제2 챔버부(20), 제1 미세채널(30), 제2 미세채널(40) 및 미세그루브(50)를 포함한다.1 schematically shows a microfluidic channel cell culture platform according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , the microfluidic channel cell culture platform includes a combustion furnace first chamber part 10 , a second chamber part 20 , a first microchannel 30 , a second microchannel 40 , and a microfluidic furnace. a groove 50 .

상기 제1 챔버부(10)는 일정 간격 이격된 복수개의 챔버로 구성되고, 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 원기둥 또는 다각기둥 형상일 수 있다. 상기 제1 챔버부는 세포를 배양할 배양액을 공급하는 곳인 동시에 제2 챔버부와 압력 차이를 발생시키도록 피펫을 사용하여 상기 배양액을 주입 또는 흡입하는 곳일 수 있다. 또한, 세포 현탁액을 주입하여 확산 또는 모세관 현상으로 제1 미세채널로 유입되도록 하는 곳일 수 있다. The first chamber unit 10 is composed of a plurality of chambers spaced apart from each other at regular intervals, but is not limited thereto, but may have a cylindrical or polygonal shape, for example. The first chamber part may be a place for supplying a culture solution for culturing cells and a place for injecting or sucking the culture solution using a pipette to generate a pressure difference with the second chamber part. In addition, it may be a place where the cell suspension is injected to flow into the first microchannel by diffusion or capillary action.

상기 제1 챔버부(10)는 폴리디메틸실록산(poly(dimethylsiloxane), PDMS), 폴리메틸메타클릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리아크리레이트(polyacrylates), 폴리카보네이트(polycarbonates), 폴리실릭 올레핀(polycyclic olefins), 폴리이미드(polyimides), 폴리우레탄(polyurethanes) 또는 유리 소재일 수 있다. 상기 제1 챔버부(10)의 바닥면은 제1 미세채널 방향으로 하방 경사진 형태일 수 있다. 상기 경사진 바닥면의 형태는 제1 챔버부(10)로 주입 되는 세포 현탁액이 제1 챔버부(10)에 부착되지 않고 제1 미세채널(30)로 유입될 수 있도록 할 수 있다. 이는 상기 제1 챔버부(10) 바닥면에 세포가 부착되어 손실되는 세포의 양을 줄일 수 있어 상기 바닥면에 경사가 없는 세포배양 플랫폼보다 시딩(seeding)되는 세포 수 대비 더 많은 세포가 실험에 이용될 수 있도록 할 수 있다. The first chamber unit 10 is formed of poly(dimethylsiloxane) (PDMS), polymethylmethacrylate (PMMA), polyacrylates, polycarbonates, polysilic olefins ( polycyclic olefins), polyimides, polyurethanes, or glass materials. The bottom surface of the first chamber part 10 may be inclined downward in the direction of the first microchannel. The shape of the inclined bottom surface may allow the cell suspension injected into the first chamber part 10 to flow into the first microchannel 30 without being attached to the first chamber part 10 . This can reduce the amount of cells lost due to the attachment of cells to the bottom surface of the first chamber part 10, so that more cells compared to the number of cells seeded than the cell culture platform without an inclination on the bottom surface are used in the experiment. can be made available for use.

상기 경사진 바닥면에는 유착방지제(Anti-adhesion)로 코팅이 되어 세포부착을 방지하도록 할 수 있다. 상기 유착방지제는 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 히알루론산(hyaluronic acid, HA), 콜라겐(collagen), 피브린(fibrin), 젤라틴(gelatin), 알긴산(alginic acid), 산화 재생 셀룰로오스(oxidized regenerated cellulose), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴록사머(Poloxamer) 또는 고어-텍스(Gore-Tex)일 수 있다. 또한, 상기 경사진 바닥면은 제1 챔버부(10)가 제1 미세채널(30)보다 높은 위치에 배치되도록 하여 유체의 높이차에 따른 압력을 발생시켜 별도의 펌프 없이도 제1 미세채널(30)로 자발적으로 배양액이나 세포 현탁액이 유입될 수 있도록 할 수 있고, 제1 미세채널(30)에서 제1 챔버부(10)로 배양액이나 세포 현탁액이 역류하는 것을 방지할 수 있다. 상기 제1 챔버부(10)의 일측면은 상기 제1 미세채널(30)와 연통하여 연결되어 있어, 상기 바닥면의 경사를 타고 내려간 배양액 및 세포 현탁액이 제1 미세채널로 유입될 수 있도록 할 수 있다. 상기 경사진 바닥면은 세포가 받는 충격을 완화할 수 있도록 기울기가 일정한 평면형태 또는 기울기가 하방으로 갈수록 완만해지는 곡면형태일 수 있다. 상기 제1 챔버부(10)와 제1 미세채널(30)의 높이비는 1.5 내지 50 : 1 일 수 있다.The inclined bottom surface may be coated with an anti-adhesion agent to prevent cell adhesion. The anti-adhesion agent is not limited thereto, but for example, carboxymethyl cellulose (CMC), hyaluronic acid (HA), collagen, fibrin, gelatin, alginic acid) , oxidized regenerated cellulose, polyethylene glycol (PEG), Poloxamer or Gore-Tex. In addition, the inclined bottom surface causes the first chamber part 10 to be disposed at a higher position than the first microchannel 30 to generate pressure according to the height difference of the fluid, so that the first microchannel 30 without a separate pump. ) to allow the culture solution or cell suspension to flow spontaneously, and to prevent backflow of the culture solution or cell suspension from the first microchannel 30 to the first chamber unit 10 . One side of the first chamber part 10 is connected in communication with the first microchannel 30 so that the culture solution and cell suspension descending on the slope of the bottom surface can be introduced into the first microchannel. can The inclined bottom surface may be in the form of a flat surface having a constant inclination or a curved surface in which the inclination becomes gentler downward so as to alleviate the shock received by the cells. A height ratio of the first chamber unit 10 and the first microchannel 30 may be 1.5 to 50:1.

상기 배양액은 이에 한정되지 아니하나, 예를 들어, EGM-2 기본 배지 및 DMEM/F12 기본 배지가 혼합된 배지이거나 EGM-2 기본 배지 및 DMEM/F12 기본 배지가 1 내지 4 : 2의 중량비로 혼합된 배지일 수 있다. 상기 혼합된 배지에 N-2보충물, EGM-2 보충물, 주피세포 성장 보충물 및 0.5% 내지 3% 바람직하게 1 내지 2% FBS가 첨가될 수 있다. 또한, Neurobasal 배지에 0.5 내지 2.5%의 B-27, 0.5 내지 1.5%의 글루타맥스 또는 0.5 내지 2%의 페닌실린-스트렙토마이신이 보충물로 첨가될 수도 있다.The culture medium is not limited thereto, but, for example, is a medium in which EGM-2 basic medium and DMEM/F12 basic medium are mixed, or EGM-2 basic medium and DMEM/F12 basic medium are mixed in a weight ratio of 1 to 4: 2 It may be an established medium. N-2 supplement, EGM-2 supplement, epidermal growth supplement and 0.5% to 3% preferably 1-2% FBS may be added to the mixed medium. Additionally, the Neurobasal medium may be supplemented with 0.5-2.5% B-27, 0.5-1.5% glutamax or 0.5-2% penincillin-streptomycin.

제2 챔버부(20)는 일정 간격 이격된 복수개의 챔버로 구성되고, 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 원기둥 또는 다각기둥 형상일 수 있다. 상기 제2 챔버부(20)는 세포를 배양할 배양액을 주입하는 곳인 동시에 제1 챔버부(10)와 압력 차이를 발생시키도록 피펫을 사용하여 상기 배양액을 주입 또는 흡입하는 곳일 수 있다. 상기 제2 챔버부(20)는 폴리디메틸실록산(poly(dime thylsiloxane), PDMS), 폴리메틸메타클릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리아크리레이트(polyacrylates), 폴리카보네이트(polycar bonates), 폴리실릭 올레핀(polycyclic olefins), 폴리이미드(polyimides), 폴리우레탄(polyurethanes) 또는 유리 소재일 수 있다. 상기 제2 챔버부(20)의 바닥면은 제2 미세채널(40) 방향으로 하방 경사진 형태일 수 있다. 상기 경사진 바닥면의 형태는 제2 챔버부(40)로 주입되는 배양액이 효과적으로 제2 미세채널(30)로 유입될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 상기 경사진 바닥면은 제2 챔버부(20)가 제2 미세채널(40)보다 높은 위치에 배치되도록 하여 유체의 높이차에 따른 압력을 발생시켜 별도의 펌프 없이도 제2 미세채널(40)로 자발적으로 배양액이 유입될 수 있도록 할 수 있고, 제2 미세채널(40)에서 제2 챔버부(20)로 배양액이 역류하는 것을 방지할 수 있다. 상기 경사진 바닥면에는 유착방지제(Anti-adhesion) 코팅이 될 수 있다.The second chamber unit 20 is composed of a plurality of chambers spaced apart from each other by a predetermined interval, and is not limited thereto, but may have a cylindrical or polygonal shape, for example. The second chamber unit 20 may be a place for injecting a culture solution for culturing cells and at the same time a place for injecting or sucking the culture solution using a pipette to generate a pressure difference with the first chamber unit 10 . The second chamber part 20 may include poly(dime thylsiloxane, PDMS), polymethylmethacrylate (PMMA), polyacrylates, polycarbonates, and polysiloxane. It may be a material of polycyclic olefins, polyimides, polyurethanes or glass. The bottom surface of the second chamber part 20 may be inclined downward in the direction of the second microchannel 40 . The shape of the inclined bottom surface may allow the culture solution injected into the second chamber part 40 to effectively flow into the second microchannel 30 . In addition, the inclined bottom surface causes the second chamber part 20 to be disposed at a higher position than the second microchannel 40 to generate a pressure according to the difference in the height of the fluid, and thus the second microchannel 40 without a separate pump. ) to allow the culture solution to spontaneously flow in, and to prevent the culture solution from flowing backward from the second microchannel 40 to the second chamber unit 20 . The inclined bottom surface may be coated with an anti-adhesion agent.

상기 유착방지제는 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 히알루론산(hyaluronic acid, HA), 콜라겐(collagen), 피브린(fibrin), 젤라틴(gelatin), 알긴산(alginic acid), 산화 재생 셀룰로오스(oxidized regenerated cellulose), 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴록사머(Poloxamer) 또는 고어-텍스(Gore-Tex)일 수 있다. 상기 제2 챔버부(20)의 일측면은 상기 제2 미세채널(40)와 연통하여 연결되어 있어, 상기 바닥면의 경사를 타고 내려간 배양액이 제2 미세채널(40)로 유입될 수 있다. The anti-adhesion agent is not limited thereto, but for example, carboxymethyl cellulose (CMC), hyaluronic acid (HA), collagen, fibrin, gelatin, alginic acid) , oxidized regenerated cellulose, polyethylene glycol (PEG), Poloxamer or Gore-Tex. One side of the second chamber unit 20 is connected in communication with the second microchannel 40 , so that the culture solution descending on the slope of the bottom surface can be introduced into the second microchannel 40 .

상기 경사진 바닥면은 세포가 받는 충격을 완화할 수 있도록 기울기가 일정한 평면형태 또는 기울기가 하방으로 갈수록 완만해지는 곡면형태일 수 있다. 상기 제1 챔버부(10)와 제2 챔버부(20)의 각각의 챔버는 형태, 크기 또는 높이를 서로 같거나 달리할 수 있다. 상기 제1 챔버부(10) 및 제2 챔버부(20)의 직경은 1 내지 10 mm 일 수 있다. 상기 제2 챔버부(20)와 제2 미세채널(40)의 높이비는 1.5 내지 50 : 1 일 수 있다.The inclined bottom surface may be in the form of a flat surface having a constant inclination or a curved surface in which the inclination becomes gentler downward so as to alleviate the shock received by the cells. Each of the chambers of the first chamber unit 10 and the second chamber unit 20 may have the same shape, size, or height as or different from each other. The diameter of the first chamber part 10 and the second chamber part 20 may be 1 to 10 mm. A height ratio between the second chamber part 20 and the second microchannel 40 may be 1.5 to 50:1.

상기 제1 미세채널(30)은 제1 챔버부(10)의 복수개의 챔버 일측면에 연결되며, 제1 챔버부(10)의 경사진 바닥면의 최하단부와 제1 미세채널(30)의 일단부가 연결될 수 있다. 또한, 상기 제1 미세채널(30)은 제1 챔버부(10)에서 유입된 세포 현탁액의 세포가 배양되는 공간으로, 배양되는 세포의 종류에 따라 세포 부착물질로 코팅될 수 있다. 상기 세포 부착물질은 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 폴리L리신(poly-L-lysine), 폴리D리신(poly-D-lysine), 폴리L오르니틴(poly-L-ornithine), 라미닌(laminin), 콜라겐(collagen), 피브린(fibrin), 피브로넥틴(fibronectin) 또는 마트리젤(matrigel) 등 일 수 있다. The first microchannel 30 is connected to one side of the plurality of chambers of the first chamber part 10 , and the lowermost end of the inclined bottom surface of the first chamber part 10 and one end of the first microchannel 30 . Additional can be connected. In addition, the first microchannel 30 is a space in which the cells of the cell suspension introduced from the first chamber unit 10 are cultured, and may be coated with a cell adhesion material depending on the type of cell to be cultured. The cell adhesion material is not limited thereto, for example, polyL-lysine (poly-L-lysine), polyD-lysine (poly-D-lysine), polyL ornithine (poly-L-ornithine), laminin (laminin), collagen, fibrin, fibronectin, or matrigel.

상기 세포 부착 물질 코팅은 제1 미세채널(30) 벽 및 바닥에 코팅되어 세포가 제1 미세채널(30)에 부착되도록 하여 안정적으로 배양될 수 있도록 할 수 있다. 상기 제1 미세채널(30)은 미세그루브(50)를 통해 압력차에 의한 유체 흐름, 농도차에 의한 확산 또는 모세관 현상 등으로 물질의 이동 및 교환할 수 있다. 상기 제1 미세채널(30)에서는 세포가 배양될 수 있고, 상기 세포가 성장하면서 미세그루브(50)를 통과하여 제2 미세채널(40)에서 배양될 수 있다. 상기 제1 미세채널(30)은 폴리디메틸실록산(poly(dimethylsiloxane), PDMS), 폴리메틸메타클릴레이트(polymethylmetha crylate, PMMA), 폴리아크리레이트(polyacrylates), 폴리카보네이트(polycarbonates), 폴리실릭 올레핀(polycyclic olefins), 폴리이미드(polyimides), 폴리우레탄(polyurethanes) 또는 유리 소재일 수 있다.The cell adhesion material coating may be coated on the walls and the bottom of the first microchannel 30 to allow the cells to adhere to the first microchannel 30 so that they can be stably cultured. The first microchannel 30 may move and exchange materials through the microgroove 50 due to a fluid flow due to a pressure difference, diffusion due to a concentration difference, or a capillary phenomenon. Cells may be cultured in the first microchannel 30 , and as the cells grow, they may pass through the microgrooves 50 and cultured in the second microchannel 40 . The first microchannel 30 may include poly(dimethylsiloxane) (PDMS), polymethylmetha crylate (PMMA), polyacrylates, polycarbonates, and polysilic olefins. (polycyclic olefins), polyimides, polyurethanes, or glass materials.

상기 제2 미세채널(40)은 제2 챔버부(20)의 복수개의 챔버 일측면 사이를 연결해주며, 제2 챔버부(20)의 경사진 바닥면의 일부와 제2 미세채널(40)의 일단이 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 미세채널(40)은 제1 미세채널(30)에서 미세그루브(50)을 통과하여 유입된 세포가 배양되는 공간으로, 배양되는 세포의 종류에 따라 세포 부착물질로 코팅될 수 있다. 상기 세포 부착물질은 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 폴리L리신(poly-L-lysine), 폴리D리신(poly-D-lysine), 폴리L오르니틴(poly-L-ornithine), 라미닌(laminin), 콜라겐(collagen), 피브린(fibrin), 피브로넥틴(fibronectin) 또는 마트리젤(matrigel) 등 일 수 있다. 상기 세포 부착 물질 코팅은 제2 미세채널(40) 벽 및 바닥에 코팅되어 세포가 제2 미세채널(40)에 부착되도록 하여 안정적으로 배양될 수 있도록 할 수 있다. 상기 제2 미세채널(40)은 미세그루브(50)를 통해 제1 미세채널(30)과 압력차에 의한 유체 흐름, 농도차에 의한 확산 또는 모세관 현상 등으로 물질의 이동 및 교환할 수 있다. 상기 제1 미세채널 및 제2 미세채널은 폭이 0.2 내지 5 mm 및 길이가 3 내지 50 mm일 수 있고, 서로 폭 및 길이를 각각 달리할 수 있다. 상기 제2 미세채널(40)은 폴리디메틸실록산(poly(dimethylsiloxane), PDMS), 폴리메틸메타클릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리아크리레이트(polyacrylates), 폴리카보네이트(polycarbonates), 폴리실릭 올레핀(polycyclic olefins), 폴리이미드(polyimides), 폴리우레탄(polyurethanes) 또는 유리 소재일 수 있다.The second microchannel 40 connects one side of a plurality of chambers of the second chamber part 20 to a portion of the inclined bottom surface of the second chamber part 20 and the second microchannel 40 . One end can be connected. In addition, the second microchannel 40 is a space in which cells introduced from the first microchannel 30 through the microgrooves 50 are cultured, and may be coated with a cell adhesion material depending on the type of cell to be cultured. there is. The cell adhesion material is not limited thereto, for example, polyL-lysine (poly-L-lysine), polyD-lysine (poly-D-lysine), polyL ornithine (poly-L-ornithine), laminin (laminin), collagen, fibrin, fibronectin, or matrigel. The cell adhesion material coating may be coated on the wall and bottom of the second microchannel 40 to allow the cells to adhere to the second microchannel 40 so that they can be stably cultured. The second microchannel 40 may move and exchange materials with the first microchannel 30 through the microgroove 50 due to a fluid flow due to a pressure difference, diffusion due to a concentration difference or a capillary phenomenon. The first microchannel and the second microchannel may have a width of 0.2 to 5 mm and a length of 3 to 50 mm, and may have different widths and lengths, respectively. The second microchannel 40 is polydimethylsiloxane (PDMS), polymethylmethacrylate (PMMA), polyacrylates, polycarbonates, polysilic olefins ( polycyclic olefins), polyimides, polyurethanes, or glass materials.

하나의 구체적인 구현 예로, 상기 제1 미세채널(30), 제2 미세채널(40) 및 미세그루브(50)는 미세전극(미도시)을 구비할 수 있다. 상기 미세전극은 상기 제1 미세채널(30), 제2 미세채널(40) 및 미세그루브(50) 상의 세포에 미세한 전기적 자극을 가하여 성장을 유도할 수 있다. 상기 미세전극의 소재는 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 금, 은, 백금, 구리, 팔라듐, 타이타늄(Titanium) 또는 인듐-주석 산화물(indium tin oxide, ITO) 등 일 수 있다. 상기 미세전극은 상기 제1 미세채널(30), 제2 미세채널(40) 및 미세그루브(50)의 길이 방향을 따라 내측면에 접하여 형성될 수 있고, 복수 개일 수 있다.As a specific embodiment, the first microchannel 30 , the second microchannel 40 , and the microgroove 50 may include microelectrodes (not shown). The microelectrode may induce growth by applying microscopic electrical stimulation to the cells on the first microchannel 30 , the second microchannel 40 , and the microgroove 50 . The material of the microelectrode is not limited thereto, but may be, for example, gold, silver, platinum, copper, palladium, titanium or indium-tin oxide (ITO). The microelectrodes may be formed in contact with inner surfaces of the first microchannel 30 , the second microchannel 40 , and the microgroove 50 in the longitudinal direction, or may be plural.

상기 미세그루브(50)는 제1 미세채널(30) 및 제2 미세채널(40)의 일측면과 연결되며, 제1 미세채널(30)과 제2 미세채널(40)을 분리시킨다. 다만 완전히 분리시키는 것은 아니고 제1 챔버부(10)와 제2 챔버부(20)의 배양액 부피 차이에 의한 압력, 농도 차이에 의한 삼투압 또는 모세관 현상이 발생하여 연속적인 유체의 흐름을 발생시킬 수 있다. 제1 미세채널(30)에서 세포가 배양되면 상기 세포는 배양액의 흐름과 함께 미세그루브(50)를 통과하여 제2 미세채널(40)에서 성장할 수 있다. 이와 같이 상기 미세그루브(50)는 세포가 제2 미세채널(40)로 이동하도록 가이드하는 기능을 하며, 여러개의 세포가 동시에 성장할 수 있도록 복수개로 형성될 수 있다. 상기 미세그루브(50)는 폴리디메틸실록산(poly(dimethy lsiloxane), PDMS), 폴리메틸메타클릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리아크리레이트(polyacrylates), 폴리카보네이트(polycarbonates), 폴리실릭 올레핀(polycyclic olefins), 폴리이미드(polyimides), 폴리우레탄(polyurethanes) 또는 유리 소재일 수 있다. 상기 미세그루브(50)는 폭이 5 내지 50μm일 수 있다.The microgroove 50 is connected to one side of the first microchannel 30 and the second microchannel 40 , and separates the first microchannel 30 and the second microchannel 40 . However, it is not completely separated, but the pressure due to the difference in the volume of the culture medium between the first chamber unit 10 and the second chamber unit 20, and the osmotic pressure or capillary phenomenon due to the difference in concentration may occur to generate a continuous flow of fluid. . When cells are cultured in the first microchannel 30 , the cells may pass through the microgrooves 50 together with the flow of the culture medium to grow in the second microchannel 40 . As described above, the microgrooves 50 serve to guide the cells to move to the second microchannel 40 , and may be formed in plurality so that a plurality of cells can grow at the same time. The microgroove 50 is polydimethylsiloxane (poly(dimethy lsiloxane), PDMS), polymethylmethacrylate (PMMA), polyacrylates, polycarbonates, polycyclic olefins. olefins), polyimides, polyurethanes or glass materials. The microgroove 50 may have a width of 5 to 50 μm.

도 2은 본 발명의 하나의 구현예에 따른 미세유체채널 세포배양 플랫폼을 개략적으로 도시한 것이다. 도 2을 참조하여 설명하면, 제1 챔버부(10), 제2 챔버부(20), 제1 미세채널(30), 제2 미세채널(40) 및 유리커버 슬립(60)를 포함한다. 상기 유리커버 슬립(60)은 상기 세포배양 플랫폼을 올려놓는 평평한 플레이트이다. 상기 세포배양 플랫폼과 상기 유리커버 슬립(60)의 결합방법은 가역적 결합과 비가역적 결합이 있다. 상기 유리커버 슬립(60)은 세포배양 플랫폼과 결합하기 전에 초음파를 사용하여 상기 유리커버 슬립을 80 내지 95% 에탄올로 닦고, 탈이온수로 헹구어 완전건조 시켜야 한다. 상기 유리커버 슬립(60)은 이에 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 평판형 미세전극 어레이(microelectrode array, MEA)일 수 있다.2 schematically shows a microfluidic channel cell culture platform according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2 , it includes a first chamber part 10 , a second chamber part 20 , a first microchannel 30 , a second microchannel 40 , and a glass coverslip 60 . The glass coverslip 60 is a flat plate on which the cell culture platform is placed. A method of bonding the cell culture platform to the glass coverslip 60 includes reversible bonding and irreversible bonding. Before the glass coverslip 60 is combined with the cell culture platform, the glass coverslips are cleaned with 80 to 95% ethanol using ultrasonic waves, rinsed with deionized water, and then completely dried. The glass coverslip 60 is not limited thereto, but may be, for example, a flat plate microelectrode array (MEA).

세포배양 플랫폼과 상기 유리커버 슬립(60)의 가역적 결합은 상기 유리커버 슬립(60)을 10 내지 14시간 동안 PLL 용액(Poly-L-lysine solution)에 넣어 코팅하고, 탈이온수로 1 내지 3시간 동안 헹구고, 층류 후드에서 3 내지 5시간 동안 건조하고, 2 내지 6℃ 냉장고에 3 내지 5시간 동안 보관 하고, 상기 세포배양 플랫폼을 상기의 절차를 거친 유리커버 슬립(60) 위에 놓고 위에서 밀봉될 때까지 압박하여 형성될 수 있다.The reversible binding of the cell culture platform and the glass coverslip 60 is performed by coating the glass coverslip 60 in a poly-L-lysine solution (PLL) for 10 to 14 hours, followed by 1 to 3 hours with deionized water. while rinsing, drying in a laminar flow hood for 3 to 5 hours, and storing in a refrigerator at 2 to 6°C for 3 to 5 hours, placing the cell culture platform on a glass coverslip 60 subjected to the above procedure and sealing from above. It can be formed by pressing until

세포배양 플랫폼과 상기 유리커버 슬립(60)의 비가역적 결합은 PLL 코팅하지 않은 유리커버 슬립(60)과 제1 챔버부(10), 제2 챔버부(20), 제1 미세채널(30), 제2 미세채널(40) 및 미세그루브(50)를 플라즈마 클리너에 넣어 20 내지 150초 동안 플라즈마 처리를 하고, 상기 플라즈마 처리 후 즉시 세포배양 플랫폼을 상기의 절차를 거친 유리커버 슬립(60) 위에 놓아 형성될 수 있다. 그 이후 상기 세포배양 플랫폼의 제1 챔버부(10) 및 제2 챔버부(20)에 PLL 용액을 주입하여 유리커버 슬립(60), 제1 챔버부(10), 제2 챔버부(20), 제1 미세채널(30), 제2 미세채널(40) 및 미세그루브(50)를 5 내지 10 시간 동안 PLL 코팅을 하고, 멸균수로 헹구어 낸 후 상기 세포배양 플랫폼을 사용할 수 있다. 상기 PLL 용액은 세포배양을 촉진할 수 있다.The irreversible coupling between the cell culture platform and the glass coverslip 60 is performed with the glass coverslip 60 not coated with PLL, the first chamber 10, the second chamber 20, and the first microchannel 30. , the second microchannel 40 and the microgroove 50 are put in a plasma cleaner and plasma treated for 20 to 150 seconds, and immediately after the plasma treatment, the cell culture platform is placed on the glass coverslip 60 that has undergone the above procedure. It can be formed by placing After that, the PLL solution is injected into the first chamber part 10 and the second chamber part 20 of the cell culture platform, and the glass coverslip 60, the first chamber part 10, and the second chamber part 20 are , the first microchannel 30 , the second microchannel 40 , and the microgroove 50 may be PLL coated for 5 to 10 hours, rinsed with sterile water, and then the cell culture platform can be used. The PLL solution may promote cell culture.

본 발명에 따른 기울기를 이용한 미세유체채널 세포배양 플랫폼은 투명하고 탄성을 갖는 PDMS를 이용한 몰딩(molding)방법으로 제작될 수 있다. 몰딩을 위한 주형(master)은 실리콘 웨이퍼 기판 위에 감광물질 SU-8 을 패터닝(patterning)하는 방법을 이용하여 제작한다. 상기 패터닝된 주형은 PGMEA 용액으로 헹군 후 불활성 기체로 건조시킨다. 페트리 접시에 상기 주형을 놓고 PDMS 혼합물을 부어 경화시킨다. 경화 후 실리콘 웨이퍼에서 PDMS를 떼어내고 배양액 및 세포 현탁액을 주입 시킬 제1 챔버부(10)와 제2 챔버부(20)를 펀치로 구멍을 내고, 상기 구멍에 미량의 PDMS를 상기 제1 챔버부(10)와 제2 챔버부(20)의 바닥면에 주입하여 경사면을 형성시킨다. 그 이후 유리커버 슬립(60)위에 올려놓아 가역 또는 비가역 결합을 하여 세포배양 플랫폼을 제작할 수 있다.The microfluidic channel cell culture platform using a gradient according to the present invention can be manufactured by a molding method using a transparent and elastic PDMS. A master for molding is manufactured using a method of patterning a photosensitive material SU-8 on a silicon wafer substrate. The patterned mold was rinsed with PGMEA solution and dried with an inert gas. Place the mold in a Petri dish and pour the PDMS mixture to harden. After curing, the PDMS is removed from the silicon wafer, and a hole is punched in the first chamber part 10 and the second chamber part 20 into which the culture solution and the cell suspension are to be injected, and a small amount of PDMS is applied to the first chamber part. (10) and the second chamber portion 20 is injected into the bottom surface to form an inclined surface. After that, it is placed on the glass coverslip 60 to perform reversible or irreversible binding to fabricate a cell culture platform.

이상 실시예를 통해 본 기술을 설명하였으나, 본 기술은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 기술의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 기술에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.Although the present technology has been described through the above embodiments, the present technology is not limited thereto. The above embodiments may be modified or changed without departing from the spirit and scope of the present technology, and those skilled in the art will recognize that such modifications and changes also belong to the present technology.

10 : 제1 챔버부 20 : 제2 챔버부
30 : 제1 미세채널 40 : 제2 미세채널
50 : 미세그루브 60 : 유리커버 슬립
10: first chamber part 20: second chamber part
30: first microchannel 40: second microchannel
50: fine groove 60: glass cover slip

Claims (9)

제1 챔버부, 제2 챔버부, 제1 미세채널, 제2 미세채널 및 미세그루브를 포함하고,
상기 제1 챔버부는 일정 간격 이격된 복수개의 챔버로 구성되어 바닥면이 제1 미세채널 방향으로 하방 경사져 일측면이 상기 제1 미세채널과 연결되고, 상기 제2 챔버부는 일정 간격 이격된 복수개의 챔버로 구성되어 바닥면이 제2 미세채널 방향으로 하방 경사져 일측면이 상기 제2 미세채널과 연결되고, 상기 제1 미세채널과 제2 미세채널은 일측면이 복수개의 미세그루브로 연결되는, 미세유체채널 세포배양 플랫폼.
a first chamber unit, a second chamber unit, a first microchannel, a second microchannel, and a microgroove;
The first chamber part is composed of a plurality of chambers spaced apart by a predetermined interval, a bottom surface is inclined downward in the direction of the first microchannel, one side is connected to the first microchannel, and the second chamber part is a plurality of chambers spaced apart by a predetermined interval The bottom surface is inclined downward in the second microchannel direction so that one side is connected to the second microchannel, and one side of the first microchannel and the second microchannel is connected to a plurality of microgrooves, microfluidic Channel cell culture platform.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 챔버부, 제2 챔버부, 제1 미세채널, 제2 미세채널 및 미세그루브는 폴리디메틸실록산(poly(dimethy lsiloxane), PDMS), 폴리메틸메타클릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리아크리레이트(polyacrylates), 폴리카보네이트(polycarbonates), 폴리실릭 올레핀(polycyclic olefins), 폴리이미드(polyimides), 폴리우레탄(polyurethanes) 또는 유리 소재인 것을 특징으로 하는, 미세유체채널 세포배양 플랫폼.
The method of claim 1,
The first chamber part, the second chamber part, the first microchannel, the second microchannel and the microgroove are polydimethylsiloxane (poly(dimethy lsiloxane), PDMS), polymethylmethacrylate (PMMA), polya A microfluidic channel cell culture platform, characterized in that it is made of polyacrylates, polycarbonates, polycyclic olefins, polyimides, polyurethanes or glass materials.
제 1 항에 있어서,
상기 미세그루브는 폭이 5 내지 50 μm 인 것을 특징으로 하는, 미세유체채널 세포배양 플랫폼.
The method of claim 1,
The microfluidic channel cell culture platform, characterized in that the width of the microgroove is 5 to 50 μm.
제 1 항에 있어서,
제1 미세채널 및 제2 미세채널은 폭은 0.2 내지 5 mm 및 길이는 3 내지 50 mm 인 것을 특징으로 하는, 미세유체채널 세포배양 플랫폼.
The method of claim 1,
The microfluidic channel cell culture platform, characterized in that the first microchannel and the second microchannel have a width of 0.2 to 5 mm and a length of 3 to 50 mm.
제 1 항에 있어서,
제1 챔버부 및 제2 챔버부의 직경은 1 내지 10 mm 인 것을 특징으로 하는, 미세유체채널 세포배양 플랫폼.
The method of claim 1,
The microfluidic channel cell culture platform, characterized in that the diameter of the first chamber part and the second chamber part is 1 to 10 mm.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 미세채널, 제2 미세채널 및 미세그루브는 미세전극을 구비하는 것을 특징으로 하는, 미세유체채널 세포배양 플랫폼.
The method of claim 1,
The microfluidic channel cell culture platform, characterized in that the first microchannel, the second microchannel and the microgroove are provided with microelectrodes.
제 1 항에 있어서,
상기 미세유체채널 세포배양 플랫폼은 유리커버 슬립을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 미세유체채널 세포배양 플랫폼.
The method of claim 1,
The microfluidic channel cell culture platform further comprises a glass coverslip, microfluidic channel cell culture platform.
제 7 항에 있어서,
상기 유리커버 슬립은 폴리L리신(poly-L-lysine), 폴리D리신(poly-D-lysine), 폴리L오르니틴(poly-L-ornithine), 라미닌(laminin), 콜라겐(collagen), 피브린(fibrin), 피브로넥틴(fibronectin) 또는 마트리젤(matrigel)로 코팅된 것을 특징으로 하는, 미세유체채널 세포배양 플랫폼.
8. The method of claim 7,
The glass coverslip is polyL-lysine, poly-D-lysine, poly-L-ornithine, laminin, collagen, fibrin. (fibrin), fibronectin (fibronectin) or matrigel (matrigel) characterized in that the coated, microfluidic channel cell culture platform.
제 8 항에 있어서,
상기 제1 챔버부, 제2 챔버부, 제1 미세채널, 제2 미세채널 및 미세그루브는 폴리L리신(poly-L-lysine), 폴리D리신(poly-D-lysine), 폴리L오르니틴(poly-L-ornithine), 라미닌(laminin), 콜라겐(collagen), 피브린(fibrin), 피브로넥틴(fibronectin) 또는 마트리젤(matrigel)로 코팅된 것을 특징으로 하는, 미세유체채널 세포배양 플랫폼.
9. The method of claim 8,
The first chamber part, the second chamber part, the first microchannel, the second microchannel and the microgroove are polyL-lysine, poly-D-lysine, polyL ornithine. (poly-L-ornithine), laminin (laminin), collagen (collagen), fibrin (fibrin), fibronectin (fibronectin) or matrigel (matrigel) characterized in that coated with, microfluidic channel cell culture platform.
KR1020200118854A 2020-09-16 2020-09-16 Microfluidic Culture Platform Using Gradiant KR102408371B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200118854A KR102408371B1 (en) 2020-09-16 2020-09-16 Microfluidic Culture Platform Using Gradiant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200118854A KR102408371B1 (en) 2020-09-16 2020-09-16 Microfluidic Culture Platform Using Gradiant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220036528A true KR20220036528A (en) 2022-03-23
KR102408371B1 KR102408371B1 (en) 2022-06-13

Family

ID=80963539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200118854A KR102408371B1 (en) 2020-09-16 2020-09-16 Microfluidic Culture Platform Using Gradiant

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102408371B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009055816A (en) * 2007-08-30 2009-03-19 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Microfluidic chip apparatus, microfluidic chip and tube for feeding fluid used for this as well as method for introducing and deriving sample
KR20110022145A (en) * 2009-08-27 2011-03-07 연세대학교 산학협력단 Bio appratus and facture method thereof, and method for growth and sensing neuron using the same
KR101307196B1 (en) 2011-07-15 2013-09-12 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 Cell culture device
KR101327642B1 (en) * 2011-02-22 2013-11-13 서울대학교산학협력단 Device for In Vitro Blood Vessel Formation
KR20170051072A (en) * 2015-11-02 2017-05-11 재단법인대구경북과학기술원 Microfluidic device for hippocampus neural circuit reconstruction and method of reconstructing hippocampus neural circuit using the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009055816A (en) * 2007-08-30 2009-03-19 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Microfluidic chip apparatus, microfluidic chip and tube for feeding fluid used for this as well as method for introducing and deriving sample
KR20110022145A (en) * 2009-08-27 2011-03-07 연세대학교 산학협력단 Bio appratus and facture method thereof, and method for growth and sensing neuron using the same
KR101327642B1 (en) * 2011-02-22 2013-11-13 서울대학교산학협력단 Device for In Vitro Blood Vessel Formation
KR101307196B1 (en) 2011-07-15 2013-09-12 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 Cell culture device
KR20170051072A (en) * 2015-11-02 2017-05-11 재단법인대구경북과학기술원 Microfluidic device for hippocampus neural circuit reconstruction and method of reconstructing hippocampus neural circuit using the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR102408371B1 (en) 2022-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Park et al. Concise review: stem cell microenvironment on a chip: current technologies for tissue engineering and stem cell biology
US20140273223A1 (en) Micro-device for culturing cells, method for manufacturing same, and method for culturing cells using the micro-device for culturing cells
Kim et al. A practical guide to microfluidic perfusion culture of adherent mammalian cells
Tehranirokh et al. Microfluidic devices for cell cultivation and proliferation
van Noort et al. Stem cells in microfluidics
KR100733914B1 (en) Microfluidic 3-dimensional cell culture system
US9671317B2 (en) Automatic injection device for microarray chip and automatic injection hybridization microarray chip
Green et al. Deterministic lateral displacement as a means to enrich large cells for tissue engineering
US20080257735A1 (en) Microfluidic Device for Enabling the Controlled Growth of Cells and Methods Relating to Same
WO2010016800A1 (en) Microfluidic continuous flow device
Ferrell et al. Vacuum-assisted cell seeding in a microwell cell culture system
KR101776187B1 (en) Fabrication of microfluidic chips for cell culturing and optical observation
Li et al. Injection molded microfluidics for establishing high-density single cell arrays in an open hydrogel format
CN107881106B (en) Array type cell dynamic culture and regionalization processing micro-fluidic chip and preparation method and application thereof
Moghadas et al. A high-performance polydimethylsiloxane electrospun membrane for cell culture in lab-on-a-chip
EP2470640B1 (en) Microfluidic system and method for producing same
Birchler et al. Seamless combination of fluorescence-activated cell sorting and hanging-drop networks for individual handling and culturing of stem cells and microtissue spheroids
Kim et al. Responses of human adipose-derived stem cells to interstitial level of extremely low shear flows regarding differentiation, morphology, and proliferation
Tang et al. On-chip cell–cell interaction monitoring at single-cell level by efficient immobilization of multiple cells in adjustable quantities
Priyadarshani et al. Frugal approach toward developing a biomimetic, microfluidic network-on-a-chip for in vitro analysis of microvascular physiology
WO2011035185A2 (en) A microfluidic device and uses thereof
KR102408371B1 (en) Microfluidic Culture Platform Using Gradiant
Roveimiab et al. Emerging development of microfluidics-based approaches to improve studies of muscle cell migration
Rhee et al. External force-assisted cell positioning inside microfluidic devices
Giang et al. Microfabrication of bubbular cavities in PDMS for cell sorting and microcell culture applications

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant