微流控电子芯片制造技术

本发明专利技术实施例提供了一种微流控电子芯片

【技术实现步骤摘要】
微流控电子芯片、类器官模型制备方法及蛋白质解析方法


[0001]本专利技术涉及生物医学工程
，特别涉及一种微流控电子芯片
、
类器官模型制备方法及蛋白质解析方法
。

技术介绍

[0002]微流控芯片
(Lab on chip)
是指利用微纳技术将复杂的生物学或者化学反应微缩到微小芯片上，通过操纵微流体在通道和反应室内的运动过程，实现自动快速的实验操作
。
通过结合基因
、
免疫
、
临床化学诊断和类器官等领域，可实现
DNA
测序
、
蛋白质
/
氨基酸
/
细胞检测
、
疾病早期诊断
、
药物精准筛选和类器官体外培养等功能；全面推动临床医学走向自动个性一体化诊疗，在生物学
、
化学
、
材料科学和临床医学等领域做出了重要贡献
。
以器官芯片为例，器官芯片是指利用微纳加工设计的微流控芯片，结合微流控精确操控流体，融合细胞生物组织，在体外构建模拟真实生理环境或功能的器官生理微系统
。
通过模拟细胞间的生物化学或力学相互作用，可以模拟人体组织或器官，测试器官微系统对外界刺激的反馈和响应，提供远优于二维静态细胞培养和动物实验更加精确的药物评价结果，已广泛应用在毒性评估
、
疾病建模和药物筛选等相关领域
。
目前，在微流控芯片的基础上已广泛开发出脑
、
心脏
、
肝脏
、
肾
、
肺
、
肠道和多器官混合等众多人体类器官芯片
。
[0003]对于脑芯片和心脏芯片来说，电生理信息是评价体外脑芯片和心脏芯片功能性能重建的重要指标；通过对电生理参数的实时监测反馈，可以精确反馈药物毒性和性能评估
。
然而现有的器官芯片大都是采用微流控芯片制备，无法与电生理采集系统集成，无法长时间监测器官芯片中的生物组织的动态变化
。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一
。
[0005]为此，本专利技术提出一种微流控电子芯片，能够对培养物质进行快速便捷的电位监测处理，在分析检测
、
标记测序
、
器官芯片和药物筛选等众多领域有着广泛的应用潜力
。
[0006]本专利技术还提出一种类器官模型制备方法
。
[0007]本专利技术还提出一种
DNA
蛋白质结合解析方法
。
[0008]本专利技术还提出一种
RNA
蛋白质结合解析方法
。
[0009]本专利技术还提出一种蛋白质结合解析方法
。
[0010]本专利技术还提出一种脂质体转染方法
。
[0011]本专利技术还提出一种电穿孔转染方法
。
[0012]根据本专利技术第一方面实施例的微流控电子芯片，包括：
[0013]微流控芯片，所述微流控芯片包括用于容纳待培养物质的腔室；
[0014]电极阵列，所述电极阵列与所述腔室连接，所述电极阵列用于对所述腔室中的待培养物质进行刺激和电生理监测
。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，所述微流控芯片包括控制输入部件，所述腔室有多个，
多个所述腔室与所述控制输入部件连接，所述控制输入部件用于控制培养物质进入到对应的所述腔室中
。
[0016]根据本专利技术的一些实施例，所述控制输入部件包括微管道
、
设置于所述微管道上的微阀体和阶梯多浓度分液装置，所述阶梯多浓度分液装置通过所述微管道与所述腔室连接
。
[0017]根据本专利技术的一些实施例，所述微管道有多条，所述微阀体有多个，其中，通过对多个所述微阀体进行控制处理以使得不同的培养物质通过不同的所述微管道进入到不同的所述腔室中，每个所述腔室对应所述电极阵列中的一个多通道电极
。
[0018]根据本专利技术的一些实施例，还包括信息采集处理系统，所述电极阵列与所述信息采集处理系统连接
。
[0019]根据本专利技术的一些实施例，所述信息采集处理系统包括处理电路单元
、
控制器和控制电路单元，所述电极阵列
、
所述处理电路单元
、
所述控制器
、
所述控制电路单元和所述控制输入部件依次连接
。
[0020]根据本专利技术的一些实施例，所述信息采集处理系统还包括通信模块，所述通信模块与所述控制器连接
。
[0021]根据本专利技术的一些实施例，所述处理电路单元包括预处理电路子单元和模数转换子单元，所述电极阵列
、
所述预处理电路子单元
、
所述模数转换子单元和所述控制器依次连接
。
[0022]根据本专利技术的一些实施例，所述待培养物质至少包括以下之一：
[0023]细胞；组织；
DNA
；
RNA
；蛋白质；代谢分子
。
[0024]根据本专利技术的一些实施例，所述细胞至少包括以下任意一种类型：血管细胞
、
脑细胞
、
肝细胞
、
肺细胞
、
肾细胞
、
心脏细胞
、
脾细胞
、
肠道细胞
。
[0025]根据本专利技术第二方面实施例的类器官模型制备方法，基于上述第一方面的微流控电子芯片而实现，所述方法包括：
[0026]将干细胞依次注入到所述微流控电子芯片的所述腔室中培养生成类器官球状体；
[0027]对所述类器官球状体进行酶解处理，在所述微流控电子芯片的每个所述腔室中形成自组装细胞，并且将所述自组装细胞加入到下级所述腔室中；
[0028]对所述自组装细胞进行培养以使得所述自组装细胞生成初始类器官模型；
[0029]对所述初始类器官模型进行培养以形成类器官；
[0030]基于所述电极阵列对所述类器官进行间歇性电刺激并且对所述类器官的电生理信息进行采集，构建功能性类器官模型
。
[0031]根据本专利技术的一些实施例，所述类器官至少包括以下任意一种类型：类血管器官
、
类脑器官
、
类心脏器官
、
类肝器官
、
类肺器官
、
类肾器官
、
类脾器官
、
类肠道器官
。
[0032]根据本专利技术的一些实施例，所述类血管器官包括内皮细胞
、
成纤维细胞和平滑肌细胞
。
[0033]根据本专利技术的一些实施例，所述类脑器官包括类脑干细胞
、<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种微流控电子芯片，其特征在于，包括：微流控芯片，所述微流控芯片包括用于容纳待培养物质的腔室；电极阵列，所述电极阵列与所述腔室连接，所述电极阵列用于对所述腔室中的待培养物质进行刺激和电生理监测
。2.
根据权利要求1所述的微流控电子芯片，其特征在于，所述微流控芯片包括控制输入部件，所述腔室有多个，多个所述腔室与所述控制输入部件连接，所述控制输入部件用于控制培养物质进入到对应的所述腔室中；优选地，所述控制输入部件包括微管道
、
设置于所述微管道上的微阀体和阶梯多浓度分液装置，所述阶梯多浓度分液装置通过所述微管道与所述腔室连接；优选地，所述微管道有多条，所述微阀体有多个，其中，通过对多个所述微阀体进行控制处理以使得不同的培养物质通过不同的所述微管道进入到不同的所述腔室中，每个所述腔室对应所述电极阵列中的一个电极
。3.
根据权利要求2所述的微流控电子芯片，其特征在于，还包括信息采集处理系统，所述电极阵列与所述信息采集处理系统连接；优选地，所述信息采集处理系统包括处理电路单元
、
控制器和控制电路单元，所述电极阵列
、
所述处理电路单元
、
所述控制器
、
所述控制电路单元和所述控制输入部件依次连接；优选地，所述信息采集处理系统还包括通信模块，所述通信模块与所述控制器连接；优选地，所述处理电路单元包括预处理电路子单元和模数转换子单元，所述电极阵列
、
所述预处理电路子单元
、
所述模数转换子单元和所述控制器依次连接
。4.
根据权利要求1所述的微流控电子芯片，其特征在于，所述待培养物质至少包括以下之一：细胞；组织；
DNA
；
RNA
；蛋白质；代谢分子；优选地，所述细胞至少包括以下任意一种类型：血管细胞
、
脑细胞
、
肝细胞
、
肺细胞
、
肾细胞
、
心脏细胞
、
脾细胞
、
肠道细胞
。5.
一种类器官模型制备方法，其特征在于，基于权利要求1至4任意一项所述的微流控电子芯片而实现，所述方法包括：将干细胞依次注入到所述微流控电子芯片的所述腔室中培养生成类器官球状体；对所述类器官球状体进行酶解处理，在所述微流控电子芯片的每个所述腔室中形成自组装细胞，并且将所述自组装细胞加入到下级所述腔室中；对所述自组装细胞进行培养以使得所述自组装细胞生成初始类器官模型；对所述初始类器官模型进行培养以形成类器官；基于所述电极阵列对所述类器官进行间歇性电刺激并且对所述类器官的电生理信息进行采集，构建功能性类器官模型
。6.
根据权利要求5所述的类器官模型制备方法，其特征在于，所述类器官至少包括以下任意一种类型：类血管器官
、
类脑器官
、
类心脏器官
、
类肝器官
、
类肺器官
、
类肾器官
、
类脾器官
、
类肠道器官；优选地，所述类血管器官包括内皮细胞
、
成纤维细胞和平滑肌细胞；优选地，所述类脑器官包括类脑干细胞
、
神经元细胞
、
胶质细胞；优选地，所述类心脏器官包括心肌细胞
、
心内膜细胞
、
心外膜细胞和心血管细胞
。7.
一种
DNA
蛋白质结合解析方法，其特征在于，基于权利要求1至4任意一项所述微流控
电子芯片而实现，所述方法包括：制备蛋白质转录因子的
DNA
模板，所述
DNA
模板带有抗体标签；基于所述
DNA
模板进行建库，添加荧光标记，得到样品
DNA
稀释液；将所述样本
DNA
稀释液点样至所述微流控电子芯片的所述腔室中；基于生物素化牛血清蛋白
、
磷酸盐缓...

【专利技术属性】
技术研发人员：成诗宇，董瑞华，高嘉婕，钱俊彦，
申请(专利权)人：柔脉医疗瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：