一种微流控实验板及细胞共培养方法技术

本发明专利技术提供一种微流控实验板及细胞共培养方法，该微流控实验板包括流道板、培养基入口、细胞培养杯卡槽、废液出口、背面流道、密封膜及细胞培养杯，其中，培养基入口、细胞培养杯卡槽及废液出口均上下贯穿流道板，背面流道依次与培养基入口、细胞培养杯卡槽及废液出口连通，密封膜从背面覆盖培养基入口、背面流道、细胞培养杯卡槽及废液出口，细胞培养杯具有顶部开口及底部开口，底部开口通过半透膜封闭，当细胞培养杯装设于细胞培养杯卡槽中后，半透膜与密封膜之间具有间隙。本发明专利技术的微流控实验板可作为两种及以上细胞共培养的标准化平台，操作方法简单，能够实现较高的实验重复性，并能够大批量工业生产。够大批量工业生产。够大批量工业生产。

【技术实现步骤摘要】
一种微流控实验板及细胞共培养方法


[0001]本专利技术属于微流控和生物制药领域，涉及一种微流控实验板及细胞共培养方法。

技术介绍

[0002]常规细胞培养作为一种生理模型广泛的应用在药物筛选、新药测试和高等院校的生物学以及药学研究中。目前大多数的作为药物筛选生理模型应用的细胞培养方式都局限于单一细胞的单层二维培养，少数高等院校科研机构以多种细胞的二维或三维成球培养作为生理模型或是病理模型的研究模型。然而，根据近几年各类文献发表的数据表明，仅单一细胞的二维培养所呈现出来生理指标和细胞在真实动物体内的生物学表现并不相同。这些文献说明了新药筛选是在通过常规细胞培养药物测试后进入临床人体实验的高失败率原因。须注意即使是动物实验结果(如小鼠、大鼠实验)也经常呈现与人体临床实验结果的高度违和率。此现象显示了常规的二维单一种类细胞培养和动物实验皆非作为药物筛选和相关研究生理模型最合适的方法与途径。
[0003]器官芯片作为一种构建更接近人体组织生理模型的手段，其拥有仿真生理模型物理结构的能力，且具备搭建生理微环境的可能性，是比起常规细胞培养和动物实验更有效率和参考性的平台，在作为药物测试和新药筛选的应用方面可有效缩短药物研发周期及评价个体差异以利于精准治疗，并可作为高等院校科研机构在研究生理和病理模型时更先进的工具方法。然而，学术界的器官芯片多是按照特定器官研究需要临时设计加工的，并不具备通用性和稳定性。且由于很多人为操作上的差异(如每次细胞接种的数量分布和实验操作手法息息相关等因素)以及流速上的限制，学术界的器官芯片微环境条件经常跟生理实际值有较大差异，如经常见到剪切力微环境远小于生理实际值的设计，且每次实验之间批次差异大。这些都是由于每次实验包含不稳定的人为因素多和与生理值差距甚远的培养条件造成的。结果常常使生理模型参考性降低，得出的药筛结论不准确等。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种微流控实验板及细胞共培养方法，用于解决现有技术中缺少标准化的多细胞共培养工具的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种微流控实验板，包括：
[0006]流道板；
[0007]培养基入口，上下贯穿所述流道板；
[0008]细胞培养杯卡槽，上下贯穿所述流道板；
[0009]废液出口，上下贯穿所述流道板；
[0010]背面流道，设置于所述流道板背面，并依次与所述培养基入口、所述细胞培养杯卡槽及所述废液出口连通；
[0011]密封膜，设置于所述流道板背面，并覆盖所述培养基入口、所述背面流道、所述细胞培养杯卡槽及所述废液出口；
[0012]细胞培养杯，具有顶部开口及底部开口，所述底部开口通过半透膜封闭，当所述细胞培养杯装设于所述细胞培养杯卡槽中后，所述半透膜与所述密封膜之间具有间隙。
[0013]可选地，所述背面流道呈豆荚型，所述细胞培养杯卡槽的底面开口位于在所述背面流道的开口范围之内。
[0014]可选地，一条所述背面流道内至少设有两个所述细胞培养杯卡槽。
[0015]可选地，所述培养基入口的顶面及所述废液出口的顶面均突出于所述流道板的正面，当所述细胞培养杯装设于所述细胞培养杯卡槽中后，所述细胞培养杯的顶面突出于所述流道板的正面。
[0016]可选地，所述细胞培养杯卡槽的内壁与所述细胞培养杯的外壁之间设有密封圈，所述细胞培养杯的外壁设有密封圈固定槽，所述密封圈套设于所述密封圈固定槽中。
[0017]可选地，所述半透膜与所述细胞培养杯之间通过双面胶或胶水粘合，或通过化学键合及热压键合中的任意一种方式结合。
[0018]可选地，所述密封膜包括医用压敏膜、不干胶膜及热压键合封口膜中的任意一种。
[0019]本专利技术还提供一种细胞共培养方法，包括以下步骤：
[0020]提供如上任意一项所述的微流控实验板，分别在所述半透膜的两面接种细胞；
[0021]经由所述培养基入口通入培养基，进行所述半透膜双面细胞的共培养。
[0022]可选地，通过外接管道将所述培养基入口与泵体及培养基槽连接，以形成培养基供液的循环系统。
[0023]可选地，在进行所述半透膜双面细胞的共培养时，对位于所述半透膜外表面的细胞进行连续不断的剪切力刺激。
[0024]可选地，在进行所述半透膜双面细胞的共培养时，从所述半透膜面对所述背面流道的一侧进行给药，或者从所述细胞培养杯的的顶部开口一侧进行给药。
[0025]可选地，从所述细胞培养杯的的顶部开口一侧进行给药时，通过雾化方式给药，或通过滴加药物方式给药。
[0026]可选地，通过细胞生物打印方式于所述半透膜的外表面接种细胞，或通过滴加细胞悬浮液的方式于所述半透膜的外表面接种细胞，或通过所述背面流道引入细胞悬浮液的方式于所述半透膜的外表面接种细胞；通过从所述细胞培养杯的的顶部开口施加细胞悬浮液的方式于所述半透膜的内表面接种细胞。
[0027]可选地，所述细胞共培养方法用于仿真血管屏障、肺泡屏障或肠屏障。
[0028]可选地，所述半透膜外表面接种的细胞包括肝窦内皮细胞，所述半透膜内表面接种的细胞包括肝细胞。
[0029]如上所述，本专利技术的微流控实验板提供了一种可用于两种及以上细胞共培养的标准化平台，包含一面可构建生理剪切力微环境的细胞培养腔室与静置培养的细胞培养腔室。本专利技术的微流控实验板可作为一种便于与细胞生物打印技术结合的细胞共培养标准化平台，可在组装的过程中将细胞以标准化、量化的手段接种至芯片上，实现较高的实验重复性，使每次实验结果更具参考性。同时，本专利技术的微流控实验板可作为一种可用于工业生产，大批量制造的稳定工艺器官芯片产品。本专利技术可用于仿真生理模型中的血管屏障，肺泡屏障，肠屏障等组织结构，并可作为相关生理模型物质传导研究的仿真工具与手段。某些生理结构如肺泡屏障，其模型为一面接触空气(肺泡内)、另一面接触血液(肺泡外)，在此芯片
设计上可实现。豆荚型流道可在所有细胞培养的半透膜范围内产生均匀且符合生理值的剪切力。本专利技术可外接蠕动泵或其它泵体以形成循环供液系统，用于产生接近生理值的血管血液流速与构建高剪切力微环境。本专利技术的微流控实验板可作为一种提供两种方式作给药测试的标准化平台：一种为从底部腔室(背面流道一侧)通入给药，另一种为从培养杯口直接滴加或以喷雾的形式进行给药。静止培养的细胞培养腔室具有可扩展性(数目，大小及条件)，可单独培养或共培养，以及在不同条件下培养。
附图说明
[0030]图1显示为本专利技术的微流控实验板的结构正视图。
[0031]图2显示为本专利技术的微流控实验板的结构背视图。
[0032]图3显示为本专利技术的微流控实验板的结构侧视图。
[0033]图4显示为本专利技术的微流控实验板中细胞培养杯的立体结构图。
[0034]图5显示为本专利技术的微流控实验板中细胞培养杯近乎倒置时的分解结构示意图。
[0035]图6显示为本专利技术的微本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微流控实验板，其特征在于，包括：流道板；培养基入口，上下贯穿所述流道板；细胞培养杯卡槽，上下贯穿所述流道板；废液出口，上下贯穿所述流道板；背面流道，设置于所述流道板背面，并依次与所述培养基入口、所述细胞培养杯卡槽及所述废液出口连通；密封膜，设置于所述流道板背面，并覆盖所述培养基入口、所述背面流道、所述细胞培养杯卡槽及所述废液出口；细胞培养杯，具有顶部开口及底部开口，所述底部开口通过半透膜封闭，当所述细胞培养杯装设于所述细胞培养杯卡槽中后，所述半透膜与所述密封膜之间具有间隙。2.根据权利要求1所述的微流控实验板，其特征在于：所述背面流道呈豆荚型，所述细胞培养杯卡槽的底面开口位于在所述背面流道的开口范围之内。3.根据权利要求2所述的微流控实验板，其特征在于：一条所述背面流道内至少设有两个所述细胞培养杯卡槽。4.根据权利要求1所述的微流控实验板，其特征在于：所述培养基入口的顶面及所述废液出口的顶面均突出于所述流道板的正面，当所述细胞培养杯装设于所述细胞培养杯卡槽中后，所述细胞培养杯的顶面突出于所述流道板的正面。5.根据权利要求1所述的微流控实验板，其特征在于：所述细胞培养杯卡槽的内壁与所述细胞培养杯的外壁之间设有密封圈，所述细胞培养杯的外壁设有密封圈固定槽，所述密封圈套设于所述密封圈固定槽中。6.根据权利要求1所述的微流控实验板，其特征在于：所述半透膜与所述细胞培养杯之间通过双面胶或胶水粘合，或通过化学键合及热压键合中的任意一种方式结合。7.根据权利要求1所述的微流控实验板，其特征在于：所述密封膜包括医用压敏膜、不干胶膜及热压键合封口膜中的任意一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：何宇涵，关一民，
申请(专利权)人：上海新微技术研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：