一种用于病毒分离培养的微流控细胞芯片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于病毒分离培养的微流控细胞芯片，包括金属框架、下盖板、芯片框架、核心芯片和上盖板，核心芯片上设有多个细胞培养腔室，在核心芯片表面设有主流道，主流道连通多个细胞培养腔室。基于微流控细胞芯片的病毒分离培养方法，采用多种细胞系共培养的方法，实现1份待分析样本与不同细胞系依次孵育，采用灌注感染的方法，可显著节约临床样本，最大限度提高样本利用率；同时可减少培养试剂消耗，缩短分离鉴定时间；由于本申请提供的微流控细胞芯片设计含有多个内置细胞培养腔室，理论上能够同时实现至少十种不同细胞系的培养，显著增加病毒敏感宿主细胞筛选的通量性，实现病毒敏感细胞系的高通量、自动化、快速筛选。筛选。筛选。

【技术实现步骤摘要】
一种用于病毒分离培养的微流控细胞芯片


[0001]本技术属于在生物科学的领域，具体涉及一种用于病毒分离培养的微流控细胞芯片。

技术介绍

[0002]目前，新发和再发的病毒性传染病仍对人类生命财产构成严重威胁。因此，病毒的快速鉴定对疾病的早期诊断和疫情防控至关重要。众所周知，基于活细胞培养的病毒噬斑试验是病毒诊断的黄金标准且遵循“科赫法则”。当出现新发病毒性传染病时，一个重要的问题即通过噬斑试验鉴定病毒允许的敏感宿主细胞系，这对后续病毒扩增、病毒分离培养和疫苗生产尤为关键。
[0003]现有的常规病毒分离培养方法通常在以聚苯乙烯为材质的孔板内或细胞培养瓶内进行，具体操作包括特定细胞系培养、细胞接种、病毒侵染、病变观察及病毒收获等。这种传统的培养方法所需细胞数目通常较多(105‑
108个)，培养基等试剂使用量大，实验周期长(7
‑
10天)，且灵敏度较低；对于重大病毒性传染病，其临床样本往往较为珍贵，当样本内病毒载量较低时，造成分离培养失败的可能性极大；若分离培养的病毒缺乏体外培养系统(如人诺如病毒)，更无从谈及开发有效的抗病毒策略。目前，通过细胞培养和感染以分离鉴定病毒时，主要是在独立的细胞培养瓶内或在同一块微量板内接种不同的细胞系后分别进行感染，其操作步骤繁琐且容易产生交叉污染，无法实现病毒敏感宿主细胞的快速、通量化筛选和病毒的快速分离培养。
[0004]在实际工作中，重大病毒性传染病的感染样品很难获取，即使是获得了含有病毒的病料，通过处理后其病毒载量也很低，几乎无法通过常规方法进行分离培养，这对后续病毒的分类、鉴定及疫苗开发造成了很大的阻碍，且浪费了珍贵的病毒样本。
[0005]有鉴于此，特提出本技术。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是提供一种用于病毒分离培养的微流控细胞芯片，微流控细胞芯片集中于开发可以在微尺度上实现可控、精准的细胞培养、生化分析的微装置和技术方法，多种细胞系共培养可以在同一块微流控细胞芯片内实现，并且可以减少试剂的消耗，降低污染风险，增加样品的通量化处理能力。
[0007]为了实现上述目的，本技术提供的一种用于病毒分离培养的微流控细胞芯片，按自下而上的组装顺序，包括金属框架、下盖板、芯片框架、核心芯片和上盖板，所述芯片框架用于固定所述核心芯片的位置，所述下盖板用于支撑所述核心芯片的底面，所述核心芯片上设有多个细胞培养腔室，所述上盖板用于封闭所述细胞培养腔室，在所述核心芯片表面设有一个凹陷的单向的主流道，用于细胞培养基及病毒稀释液的流通，所述主流道连通多个所述细胞培养腔室，所述主流道的两个末端分别设有进液口与出液口。
[0008]进一步地，所述金属框架、下盖板、芯片框架、核心芯片和上盖板通过螺丝固定连
接。
[0009]优选地，所述主流道为U型，多个所述细胞培养腔室呈两列平行排列。
[0010]优选地，所述主流道的顶端与所述细胞培养腔室的顶端保持相同高度。
[0011]优选地，所述上盖板和所述下盖板为聚甲基丙烯酸甲酯材质，所述核心芯片是聚二甲基硅氧烷芯片，所述芯片框架为聚乳酸框架。
[0012]本技术提供的一种用于病毒分离培养的微流控细胞芯片，具有如下有益效果：
[0013]1、微流控细胞芯片，能够降低材料消耗、优化交互作用、缩短样品处理时间、降低成本，本申请提供的核心微流控细胞芯片，可反复操作使用，在降低生产成本的同时可减少环境污染；微流控细胞芯片集中于开发可在微尺度上实现可控、精准的细胞培养、生化分析的微装置和技术方法；相较传统的细胞培养方法，本申请的多种细胞系共培养可以在同一块微流控细胞芯片内实现，并且可以减少试剂的消耗，降低污染风险，增加样品的通量化处理能力；通过连续灌注培养或者建立化学梯度，可以更真实的模拟细胞的自然微环境；用于病毒分离培养的微流控细胞芯片可以使常规的生化过程小型化、集成化、自动化和并行化，通过直接耦合下游的分析化学仪器，可以以高时间/空间分辨率研究少量细胞甚至单个细胞；
[0014]2、即使病毒样本量非常有限，也能通过本申请的循环灌注感染方法提高样本的利用率，能够利用微量样本建立病毒分离培养方案，最大程度上快速筛选出病毒的敏感宿主细胞系；
[0015]3、基于微流控细胞芯片的病毒分离培养方法，采用重复循环感染的方法，可显著节约临床样本，最大限度提高样本利用率；同时可减少培养试剂消耗，缩短分离鉴定时间；由于本申请提供的微流控细胞芯片设计含有多个内置细胞培养腔室，理论上能够同时实现至少十种不同细胞系培养，显著增加病毒敏感宿主细胞筛选的通量性，实现病毒敏感细胞系的高通量、自动化、快速筛选；病毒敏感细胞系的筛选在封闭的芯片系统内执行，不易产生污染。
附图说明
[0016]图1为本具体实施方式中的微流控细胞芯片的结构示意图。
[0017]图2为本具体实施方式中的微流控细胞芯片的正视剖面图。
[0018]图3为本具体实施方式中的微流控细胞芯片的俯视剖面图。
[0019]图4为实施例1中的EV71敏感宿主细胞在96孔板内经模拟筛选后的明场倒置显微镜照片(MOI＝40.0)。
[0020]图5为实施例1中的EV71敏感宿主细胞在微流控细胞芯片内经模拟筛选后的明场倒置显微镜照片(MOI＝0.389)。
[0021]图6为实施例2中的EV71敏感宿主细胞在微流控细胞芯片内经模拟筛选后的明场倒置显微镜照片(MOI＝3.89
×
10
‑4)。
[0022]图7为实施例3中的H1N1敏感宿主细胞在96孔板内经模拟筛选后的明场倒置显微镜照片(MOI＝12.3)。
[0023]图8为实施例3中的H1N1敏感宿主细胞在微流控细胞芯片内经模拟筛选后的明场
倒置显微镜照片(MOI＝12.3)。
[0024]图9为实施例4中H1N1敏感宿主细胞被感染后的病毒核酸荧光定量PCR 扩增曲线图(MOI＝0.012)。
[0025]图10为实施例4中H1N1敏感宿主细胞被感染后的病毒核酸荧光定量PCR 扩增曲线图(MOI＝0.00012)。
[0026]图中：
[0027]1、金属框架，2、下盖板，3、芯片框架，4、核心芯片，5、上盖板，6、螺丝，7、细胞培养腔室，8、主流道，9、进液口，10、出液口。
具体实施方式
[0028]为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面结合具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。
[0029]如图1
‑
3所示，一种用于病毒分离培养的微流控细胞芯片，按自下而上的组装顺序，包括金属框架1、下盖板2、芯片框架3、核心芯片4、上盖板5五个组装部件，五个组装部件通过螺丝6固定连接。能够用于至少十种不同细胞系的共培养，可以高通量地筛选和鉴定病毒敏感宿主细胞系，能够显著降低样本用量。
[0030]核心芯片4尺寸可以为89.0mm
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于病毒分离培养的微流控细胞芯片，其特征在于，按自下而上的组装顺序，包括金属框架、下盖板、芯片框架、核心芯片和上盖板，所述芯片框架用于固定所述核心芯片的位置，所述下盖板用于支撑所述核心芯片的底面，所述核心芯片上设有多个细胞培养腔室，所述上盖板用于封闭所述细胞培养腔室，在所述核心芯片表面设有一个凹陷的单向的主流道，用于细胞培养基及病毒稀释液的流通，所述主流道连通多个所述细胞培养腔室，所述主流道的两个末端分别设有进液口与出液口。2.根据权利要求1所述的用于病毒分离培养的微流控细胞芯片，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李峰，贺永，苏炜德，邱京江，
申请(专利权)人：中国科学院武汉病毒研究所，
类型：新型
国别省市：