细胞捕获与肿瘤球培养的阵列化芯片及其制备和操作方法技术

本发明专利技术公开了一种细胞捕获与肿瘤球培养的阵列化芯片，包括单细胞分选层

【技术实现步骤摘要】
细胞捕获与肿瘤球培养的阵列化芯片及其制备和操作方法


[0001]本专利技术属于细胞生物学及微流控芯片
，具体涉及一种细胞捕获与肿瘤球培养的阵列化芯片，还涉及一种细胞捕获与肿瘤球培养的阵列化芯片的制备方法，还涉及一种细胞捕获与肿瘤球培养的阵列化芯片的操作方法
。

技术介绍

[0002]目前，基于单细胞水平的研究和分析被广泛的应用于生物研究以及临床检测中并成长为一门新兴的分析方法和检测平台
。
微流控芯片技术是刚刚兴起的一种微型操作与分析方法，其创制之初就显示了极强的单细胞操作和分析潜力
。
迄今为止，基于微流控芯片的单细胞捕获与操作方法主要包括了：微结构过滤
、
水流动力学操作
、
磁操作
、
光操作
、
电场操作以及声学操作等
。
其中，基于微结构过滤方法进行单细胞捕获与长期培养的方法，因其原理简单，操作快捷
、
能够开展实时高通量且无需辅助其它仪器等优势，得到了广泛的应用和发展
。
然而，目前基于微结构单元
(
例如：微坝和微孔
)
的芯片由于受到本身原理的限制很难进行长期培养的研究，而基于细胞长期培养的检测
(
如：干细胞培养
、
药物筛选等
)
则被迫无法进行
。
这样不仅造成了对捕获细胞的浪费，同时在很大程度上也限制了所捕获单细胞的后期试验研究范围
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种细胞捕获与肿瘤球培养的阵列化芯片，通过设计一种复杂的微过滤结构实现单个不同大小和变形性单细胞的捕获，进而通过与微孔结构的结合实现被捕获单细胞的长期培养与后续的检测，解决了现有微滤结构的细胞芯片功能单一，无法进行后期细胞培养造成捕获单细胞浪费的问题
。
[0004]本专利技术的另一目的是提供一种细胞捕获与肿瘤球培养的阵列化芯片的制备方法，该制备方法操作简单，容易掌握
。
[0005]本专利技术的第三个目的是提供一种细胞捕获与肿瘤球培养的阵列化芯片的操作方法
。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是，细胞捕获与肿瘤球培养的阵列化芯片，包括单细胞分选层
、
细胞培养层和嵌入在所述单细胞分选层中的管路，所述单细胞分选层上粘接有所述细胞培养层，所述单细胞分选层包括至少一组细胞捕获阵列
、
一个细胞悬浮液入口和多个细胞悬浮液出口，每组所述细胞捕获阵列通过所述管路连通所述细胞悬浮液入口和多个所述细胞悬浮液出口，每组所述细胞捕获阵列包括至少三列微阵列，每列所述微阵列包括并列排布的多个单细胞捕获单元，每个单细胞捕获单元包括两个
H
型微结构，两个所述
H
型微结构之间形成用于细胞筛选的筛选槽，所述筛选槽的两端分别形成用于捕获细胞的第一孔隙和第二孔隙，所述第一孔隙的宽度比所述第二孔隙的宽度大1μ
m
～2μ
m
；
[0007]其中，所述单细胞分选层和所述细胞培养层的材料均为
PDMS
聚合物，通过将不同比例的
PDMS
聚合物进行不可逆封接，保证芯片中单细胞捕获微管道和细胞培养微单元的一
致性和独立性；
[0008]所述细胞培养层上间隔均匀开设有用于培养细胞的多个相互独立的培养槽，所述培养槽呈阵列排布，每个所述培养槽与所述单细胞捕获单元一一对应；每个所述培养槽的长度为
80
μ
m
～
120
μ
m
，宽度为
80
μ
m
～
120
μ
m
，高度为
70
μ
m
～
100
μ
m。
[0009]本专利技术的其他特点还在于，
[0010]优选的，相邻两列微阵列的间距为
50
μ
m。
[0011]优选的，每个
H
型微结构的截面呈中部径向收缩的矩形，每个
H
型微结构的长度为
200
μ
m
～
300
μ
m
，每个
H
型微结构的矩形两端宽为
120
μ
m
，中部收缩处的宽为
90
μ
m。
[0012]优选的，筛选槽中间宽两边窄，筛选槽的长度为
100
μ
m
～
150
μ
m
，中间最宽处的宽度为
40
μ
m
～
60
μ
m
，筛选槽的高度与管路的高度相同，筛选槽的高度为
18
μ
m
～
28
μ
m。
[0013]优选的，单细胞分选层位于细胞捕获阵列的两侧设置有多个微柱，每个微柱之间的距离为
25
μ
m
～
50
μ
m
，用于防止管路塌陷
。
[0014]优选的，位于同一列微阵列的第一孔隙的尺寸和第二孔隙的尺寸恒定不变，位于相邻两列微阵列的第一孔隙的尺寸相差2μ
m
，位于相邻两列微阵列的第二孔隙的尺寸相差2μ
m。
[0015]本专利技术的另一技术方案是，细胞捕获与肿瘤球培养的阵列化芯片的制备方法，具体包括如下步骤：
[0016]步骤1，制备单细胞分选层：按质量比
5:1
混合
PDMS
基质和固化剂，同时，使用三甲基氯硅烷蒸汽处理单细胞分选层模具
5min
～
10min
，将
PDMS
基质和固化剂混合物倒入三甲基氯硅烷处理后的单细胞分选层模具上，抽真空脱气并置于
80℃
～
100℃
烘箱中加热固化
0.5h
～
1h
，将固化后的
PDMS
从模具上剥离，并按照需要进行裁剪，并打孔制备筛选槽，清洗干净备用；
[0017]步骤2，制备细胞培养层：按照质量比
15:1
混合
PDMS
基质和固化剂，同时使用
TMCS
蒸汽处理细胞培养层模具
5min
，将
PDMS
基质和固化剂倒入
TMCS
处理后的细胞培养层模具中，抽真空脱气
80℃
～
100℃
烘箱中加热固化
1h
～
2h
，将固化后的
PDMS
从模具上剥离，并按照需要进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
细胞捕获与肿瘤球培养的阵列化芯片，其特征在于，包括单细胞分选层
(1)、
细胞培养层
(2)
和嵌入在所述单细胞分选层
(1)
中的管路
(3)
，所述单细胞分选层
(1)
上粘接有所述细胞培养层
(2)
，所述单细胞分选层
(1)
包括至少一组细胞捕获阵列
(4)、
一个细胞悬浮液入口和多个细胞悬浮液出口，每组所述细胞捕获阵列
(4)
通过所述管路
(3)
连通所述细胞悬浮液入口和多个所述细胞悬浮液出口，每组所述细胞捕获阵列
(4)
包括至少三列微阵列
(5)
，每列所述微阵列
(5)
包括并列排布的多个单细胞捕获单元
(7)
，每个单细胞捕获单元
(7)
包括两个
H
型微结构
(8)
，两个所述
H
型微结构
(8)
之间形成用于细胞筛选的筛选槽
(6)
，所述筛选槽
(6)
的两端分别形成用于捕获细胞的第一孔隙
(10)
和第二孔隙
(11)
，所述第一孔隙
(10)
的宽度比所述第二孔隙
(11)
的宽度大1μ
m
～2μ
m
；其中，所述单细胞分选层
(1)
和所述细胞培养层
(2)
的材料均为
PDMS
聚合物，通过将不同比例的
PDMS
聚合物进行不可逆封接，保证芯片中单细胞捕获微管道和细胞培养微单元的一致性和独立性；所述细胞培养层
(2)
上间隔均匀开设有用于培养细胞的多个相互独立的培养槽
(9)
，所述培养槽
(9)
呈阵列排布，每个所述培养槽
(9)
与所述单细胞捕获单元
(7)
一一对应；每个所述培养槽
(9)
的长度为
80
μ
m
～
120
μ
m
，宽度为
80
μ
m
～
120
μ
m
，高度为
70
μ
m
～
100
μ
m。2.
根据权利要求1所述的细胞捕获与肿瘤球培养的阵列化芯片，其特征在于，相邻两列所述微阵列
(5)
的间距为
50
μ
m。3.
根据权利要求1所述的细胞捕获与肿瘤球培养的阵列化芯片，其特征在于，每个所述
H
型微结构
(8)
的截面呈中部径向收缩的矩形，每个所述
H
型微结构
(8)
的长度为
200
μ
m
～
300
μ
m
，每个所述
H
型微结构的矩形两端宽为
120
μ
m
，中部收缩处的宽为
90
μ
m。4.
根据权利要求3所述的细胞捕获与肿瘤球培养的阵列化芯片，其特征在于，所述筛选槽
(6)
中间宽两边窄，所述筛选槽
(6)
的长度为
100
μ
m
～
150
μ
m
，所述中间最宽处的宽度为
40
μ
m
～
60
μ
m
，所述筛选槽
(6)
的高度与所述管路
(3)
的高度相同，所述筛选槽
(6)
的高度为
18
μ
m
～
28
μ
m。5.
根据权利要求1所述的细胞捕获与肿瘤球培养的阵列化芯片，其特征在于，所述单细胞...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞龙，葛玉鑫，袁皓月，范江霖，范士冈，郭陆露，靳娅茹，陈镝，
申请(专利权)人：西安医学院，
类型：发明
国别省市：