用于筛选对内皮糖萼相关疾病具有预防和治疗活性的化合物的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术的微流控芯片可以包括至少一个多室流动组件(500)，所述至少一个多室流动组件(500)可以包括多个微通道。多个微通道可以包括第一微通道(512)，所述第一微通道(512)包括：第一入口；第一出口；以及与第一入口和第一出口流体连接的第一腔室。多个微通道可以包括第二微通道(514)，所述第二微通道(514)包括：第二入口；第二出口；以及与第二入口和第二出口流体连接的第二腔室。多室流动组件(500)可以包括沿第一微通道(512)和第二微通道(514)之间的纵向界面定向的多孔生物相容性膜(513)，其中多孔生物相容性膜(513)是可渗透的，以用于使生物分子通过多孔生物相容性膜(513)从第一腔室(512)向第二腔室(514)运动。

【技术实现步骤摘要】
用于筛选对内皮糖萼相关疾病具有预防和治疗活性的化合物的方法和装置相关专利的交叉引用本申请要求2018年12月12日提交的美国临时申请号62/778,776的优先权，出于所有目的将所述临时申请以引用的方式全部并入本文。
技术介绍
心血管疾病(CVS)仍是人类的头号杀手，因此也是世界上对人类健康最大的威胁。CVS的根本原因之一是动脉粥样硬化。动脉粥样硬化的标志是由于对内皮损伤的炎症反应导致动脉壁上形成动脉粥样化或动脉粥样化斑块。最新研究表明，内皮糖萼的损害是动脉粥样硬化发病机理中最早的事件。内皮糖萼是位于包括动脉、静脉和毛细血管在内的所有血管的内表面上的薄凝胶层。内皮糖萼包含蛋白聚糖、糖胺聚糖、糖蛋白和一些对接的血清蛋白。内皮糖萼起着重要作用，并有助于维持血管稳态和健康。内皮糖萼可以调节血管通透性，维持正常血管张力，为内皮提供保护性屏障，抑制细胞粘附和血栓形成，并介导血流剪切应力以用于信号转导。内皮糖萼通常在CVS中受损，尤其是在危重病人中。其后果包括内皮糖萼的屏障功能减弱或丧失，以及内皮通透性增加，水、电解质和胶体平衡异常。低密度脂蛋白(LDL)粘附在内皮细胞表面并渗入内皮下间隙。内皮糖萼的损害也会改变一些抗凝因子的粘附性和活性，从而促进血栓形成。这些变化会增加发生CVS和与CVS相关联的急性事件的风险。可以认识到，维持内皮糖萼的完整性可以是预防和治疗CVS的创新方法。
技术实现思路
在一个实例中，微流控芯片可以包括至少一个多室流动组件，所述至少一个多室流动组件包括多个微通道。多个微通道可以包括第一微通道，所述第一微通道包括：第一入口；第一出口；以及与第一入口和第一出口流体连接的第一腔室。多个微通道可以包括第二微通道，所述第二微通道包括：第二入口；第二出口；以及与第二入口和第二出口流体连接的第二腔室。至少一个多室流动组件可以包括沿第一微通道和第二微通道之间的纵向界面定向的多孔生物相容性膜。多孔生物相容性膜是可渗透的，以用于使生物分子通过多孔生物相容性膜从第一腔室向第二腔室运动。在一个实例中，使具有内皮糖萼的内皮细胞生长的方法可以使用微流控芯片。所述方法可以包括将内皮细胞接种在多孔生物相容性膜上。所述方法可以包括在CO2细胞培养箱中，在低流速的泵送细胞培养基情况下，使内皮细胞在多孔生物相容性膜表面上生长至融合度为80％或更高。所述方法可以包括将细胞培养基的流速增加至高流速，以模拟体内的血流剪切应力，从而增加内皮细胞上的内皮糖萼生长。所述方法可以包括测量内皮糖萼的厚度和完整性中的至少一种。因此，已经相当广泛地概述了本专利技术的更重要的特征，以使得可以更好地理解以下的详细描述，并且可以更好地理解本专利技术对本领域的贡献。通过以下结合附图和权利要求书对本专利技术的详细描述，本专利技术的其他特征将变得更加清楚，或者可以通过本专利技术的实施而获悉。附图说明图1示出了根据一个实例的包括多室流动组件的微流控芯片的微结构；图2示出了根据图1的包括多室流动组件的微流控芯片的沿A-A的侧面剖视图；图3示出了根据图1的包括多室流动组件的微流控芯片的沿B-B的侧面剖视图；图4示出了根据一个实例的包括多室流动组件的微流控芯片的微结构；图5示出了根据一个实例的包括多室流动组件的微流控芯片的微结构，所述多室流动组件包含内皮细胞；图6A和6B示出了：根据一个实例的在正常共聚焦显微镜下的人脐静脉内皮细胞(HUVEC)形态(A)；和根据一个实例的内皮细胞核(蓝色)和糖萼(绿色)的荧光染色(B)；图7描绘了根据一个实例的3种葡聚糖穿过具有糖萼的内皮的渗透率；图8A-8F示出了：根据一个实例的在共聚焦显微镜下具有正常葡萄糖水平的人脐静脉内皮细胞(HUVEC)形态(A)；根据一个实例的在共聚焦显微镜下具有正常葡萄糖水平的细胞核(B)；根据一个实例的在共聚焦显微镜下具有正常葡萄糖水平的糖萼(C)；根据一个实例的在共聚焦显微镜下具有高葡萄糖水平的HUVEC形态(D)；根据一个实例的在共聚焦显微镜下具有高葡萄糖水平的细胞核(E)；以及根据一个实例的在共聚焦显微镜下具有高葡萄糖水平的糖萼(F)；图9描绘了根据一个实例的在正常葡萄糖条件和高葡萄糖条件下，内皮糖萼的小麦胚芽凝集素异硫氰酸酯缀合物(WGA-FITC)的平均荧光强度；图10A-10I示出了：根据一个实例的在共聚焦显微镜下具有正常葡萄糖水平的人脐静脉内皮细胞(HUVEC)形态(A)；根据一个实例的在共聚焦显微镜下具有正常葡萄糖水平的细胞核(B)；根据一个实例的在共聚焦显微镜下具有正常葡萄糖水平的糖萼(C)；根据一个实例的在共聚焦显微镜下具有高葡萄糖水平的HUVEC形态(D)；根据一个实例的在共聚焦显微镜下具有高葡萄糖水平的细胞核(E)；以及根据一个实例的在共聚焦显微镜下具有高葡萄糖水平的糖萼(F)；根据一个实例的在共聚焦显微镜下在硫酸乙酰肝素存在下具有高葡萄糖水平的HUVEC形态(G)；根据一个实例的在共焦显微镜下在硫酸乙酰肝素存在下具有高葡萄糖水平的细胞核(H)；以及根据一个实例的在共焦显微镜下在硫酸乙酰肝素存在下具有高葡萄糖水平的糖萼(I)；图11描绘了根据一个实例的在正常葡萄糖条件、高葡萄糖条件和高葡萄糖与异硫氰酸酯条件下，内皮糖萼的异硫氰酸酯缀合物(FITC)葡聚糖的平均荧光强度；图12描绘了根据一个实例的包括多室流动组件的微流控芯片的结构；并且图13描绘了根据一个实例的使用微流控芯片使具有内皮糖萼的内皮细胞生长的方法。提供这些附图是为了说明本专利技术的各个方面，而不意图在尺寸、材料、构造、布置或比例方面限制范围，除非权利要求另有限制。具体实施方式尽管充分详细地描述了这些示例性实施方案以使本领域技术人员能够实施本专利技术，但是应当理解，可以实现其他实施方案并且可以对本专利技术进行各种改变而不背离本专利技术的精神和范围。因此，本专利技术的实施方案的以下更详细的描述并非旨在限制所要求保护的本专利技术的范围，而是仅出于说明的目的并非限于描述本专利技术的特征和特点而提出，以阐明本专利技术的最佳操作方式，并使本领域技术人员充分地实施本专利技术。因此，本专利技术的范围仅由所附权利要求书限定。定义在描述和要求保护本专利技术时，将使用以下术语。除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一个/种(a/an)”和“所述(the)”包括复数的提及对象。因此，例如，提及“颗粒”包括提及一种或多种这样的材料，并且提及“流动”是指一个或多个这样的步骤。如本文所使用，术语“约”用于提供与给定术语、度量或值相关联的灵活性和不精确性。本领域技术人员可以容易地确定具体变量的灵活性程度。然而，除非另有说明，否则术语“约”通常表示灵活性小于2％，最通常小于1％，在一些情况下小于0.01％。如本文中所使用的关于所标识的特性或情况，“基本上”是指足够小的偏差程度以至于不能可测量地减损所标识的特性或情况。在一些情况下，允许的精确偏差程度可取决于特定的上下文。如本文所使用，“相邻”是指两个结构或元件接近。具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流控芯片，包括：/n至少一个多室流动组件，所述至少一个多室流动组件包括：/n多个微通道，其中：/n所述多个微通道中的第一微通道包括：/n第一入口；/n第一出口；以及/n与所述第一入口和所述第一出口流体连接的第一腔室；并且/n所述多个微通道中的第二微通道包括：/n第二入口；/n第二出口；以及/n与所述第二入口和所述第二出口流体连接的第二腔室；以及/n沿所述第一微通道和所述第二微通道之间的纵向界面定向的多孔生物相容性膜，其中所述多孔生物相容性膜是可渗透的，以用于使生物分子通过所述多孔生物相容性膜从所述第一腔室向所述第二腔室运动。/n

【技术特征摘要】
20181212 US 62/778,7761.一种微流控芯片，包括：
至少一个多室流动组件，所述至少一个多室流动组件包括：
多个微通道，其中：
所述多个微通道中的第一微通道包括：
第一入口；
第一出口；以及
与所述第一入口和所述第一出口流体连接的第一腔室；并且
所述多个微通道中的第二微通道包括：
第二入口；
第二出口；以及
与所述第二入口和所述第二出口流体连接的第二腔室；以及
沿所述第一微通道和所述第二微通道之间的纵向界面定向的多孔生物相容性膜，其中所述多孔生物相容性膜是可渗透的，以用于使生物分子通过所述多孔生物相容性膜从所述第一腔室向所述第二腔室运动。


2.如权利要求1所述的微流控芯片，其中：
所述微流控芯片具有包括多个板的逐层结构，其中：
所述第一微通道由顶板和底板形成；并且
所述第二微通道由所述顶板和所述底板形成。


3.如权利要求2所述的微流控芯片，其中所述多个板中的至少一个由透明的透气材料形成，所述透明的透气材料包括以下各项中的至少一种：聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酰胺(PAAM)和水凝胶。


4.如权利要求2所述的微流控芯片，其中用所述多孔生物相容性膜将各顶板与各底板密封，所述多孔生物相容性膜位于所述第一腔室和所述第二腔室之间并将其隔开。


5.如权利要求4所述的微流控芯片，其中使用以下各项将各顶板与各底板密封：
可逆密封，或
不可逆密封，所述不可逆密封使用了部分固化、未固化的聚二甲基硅氧烷(PDMS)粘合剂、氧等离子体和电晕放电中的至少一种。


6.如权利要求1所述的微流控芯片，其中：
所述多孔生物相容性膜包含聚碳酸酯、胶原处理的聚四氟乙烯(PTFE)和聚酯中的至少一种；并且
所述多孔生物相容性膜具有直径为0.1至10微米(μm)范围内的孔。


7.如权利要求1所述的微流控芯片，还包括：
在所述多个微通道中的至少一个中的接种入口和接种出口，其中：
所述接种入口位于入口端处；并且
所述接种出口位于出口端处。


8.如权利要求1所述的微流控芯片，还包括多个多室流动组件。


9.如权利要求1所述的微流控芯片，还包括粘附在所述多孔生物相容性膜上的以下各项中的至少一种：人脐带内皮细胞(HUVEC)、人动脉内皮细胞(HAEC)、牛主动脉内皮细胞(BAEC)、肺微血管内皮细胞(PMVEC)、肺动脉内皮细胞(PAEC)和人皮肤微血管内皮细胞(HDMEC)。


10.如权利要求1所述的微流控芯片，还包括：
泵，所述泵与所述多个微通道之一的至少一个入口和至少一个出口流体连接，以使细胞培养基循环通过所述多个微通道中的至少一个。


11.一种使用如权利要求1所述的微流控芯片使具有内皮糖萼的内皮细胞生长的方法，所述方法包括：
将内皮细胞接种在所述多孔生物相容性膜上；
在CO2细胞培养箱中，在低流...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗勇，未金花，王倬，孙明，陈晨，杜昱光，
申请(专利权)人：中科芯瑞苏州生物科技有限公司，康乐益健康科学有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32