CN109825437A - 一种用于细胞培养的微流控芯片及培养方法 - Google Patents
一种用于细胞培养的微流控芯片及培养方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109825437A CN109825437A CN201910041695.0A CN201910041695A CN109825437A CN 109825437 A CN109825437 A CN 109825437A CN 201910041695 A CN201910041695 A CN 201910041695A CN 109825437 A CN109825437 A CN 109825437A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- chip
- layer
- cell
- cell culture
- micro
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 title claims abstract description 168
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 24
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 53
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 33
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 25
- 238000003501 co-culture Methods 0.000 claims description 16
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 9
- 229920006289 polycarbonate film Polymers 0.000 claims description 8
- 239000006143 cell culture medium Substances 0.000 claims description 6
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 claims description 5
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 claims description 5
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 5
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 5
- 241000446313 Lamella Species 0.000 claims 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 abstract description 15
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 554
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 203
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 43
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 22
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 19
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 18
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 18
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 16
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 12
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 12
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 11
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 11
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 11
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 11
- 108010087230 Sincalide Proteins 0.000 description 10
- 238000010609 cell counting kit-8 assay Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- IZTQOLKUZKXIRV-YRVFCXMDSA-N sincalide Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC=1C2=CC=CC=C2NC=1)C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(N)=O)NC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O)C1=CC=C(OS(O)(=O)=O)C=C1 IZTQOLKUZKXIRV-YRVFCXMDSA-N 0.000 description 10
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 9
- 238000011160 research Methods 0.000 description 9
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 8
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 8
- 210000005239 tubule Anatomy 0.000 description 8
- 102000009027 Albumins Human genes 0.000 description 7
- 108010088751 Albumins Proteins 0.000 description 7
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 7
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 6
- 239000012930 cell culture fluid Substances 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 6
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 5
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 229920005573 silicon-containing polymer Polymers 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 4
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 4
- 238000003255 drug test Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 4
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 210000003360 nephrocyte Anatomy 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 3
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 3
- 206010009944 Colon cancer Diseases 0.000 description 3
- 101000799852 Equus asinus Alpha-1B-glycoprotein Proteins 0.000 description 3
- HVYLDJKDVOOTHV-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2-iminoethanethiol Chemical compound CC(O)=O.CC(O)=O.SCC=N HVYLDJKDVOOTHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000012737 fresh medium Substances 0.000 description 3
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000012549 training Methods 0.000 description 3
- 208000007342 Diabetic Nephropathies Diseases 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 2
- 210000001043 capillary endothelial cell Anatomy 0.000 description 2
- 230000019522 cellular metabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 210000000805 cytoplasm Anatomy 0.000 description 2
- 208000033679 diabetic kidney disease Diseases 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- FRPHFZCDPYBUAU-UHFFFAOYSA-N Bromocresolgreen Chemical compound CC1=C(Br)C(O)=C(Br)C=C1C1(C=2C(=C(Br)C(O)=C(Br)C=2)C)C2=CC=CC=C2S(=O)(=O)O1 FRPHFZCDPYBUAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000014914 Carrier Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010078791 Carrier Proteins Proteins 0.000 description 1
- 239000006144 Dulbecco’s modified Eagle's medium Substances 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 206010027525 Microalbuminuria Diseases 0.000 description 1
- 235000003283 Pachira macrocarpa Nutrition 0.000 description 1
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 1
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 1
- 241001083492 Trapa Species 0.000 description 1
- 235000014364 Trapa natans Nutrition 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- BSJGASKRWFKGMV-UHFFFAOYSA-L ammonia dichloroplatinum(2+) Chemical compound N.N.Cl[Pt+2]Cl BSJGASKRWFKGMV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004737 colorimetric analysis Methods 0.000 description 1
- 239000003636 conditioned culture medium Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 1
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 1
- 238000007877 drug screening Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000000004 hemodynamic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012744 immunostaining Methods 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000008611 intercellular interaction Effects 0.000 description 1
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 1
- 208000017169 kidney disease Diseases 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003589 nefrotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000381 nephrotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 231100000417 nephrotoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000011664 nicotinic acid Substances 0.000 description 1
- CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N octamethyltrisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 1
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 description 1
- 230000035479 physiological effects, processes and functions Effects 0.000 description 1
- 238000004987 plasma desorption mass spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- BITYAPCSNKJESK-UHFFFAOYSA-N potassiosodium Chemical compound [Na].[K] BITYAPCSNKJESK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009103 reabsorption Effects 0.000 description 1
- 230000002629 repopulating effect Effects 0.000 description 1
- 235000009165 saligot Nutrition 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- DPJRMOMPQZCRJU-UHFFFAOYSA-M thiamine hydrochloride Chemical compound Cl.[Cl-].CC1=C(CCO)SC=[N+]1CC1=CN=C(C)N=C1N DPJRMOMPQZCRJU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 210000005233 tubule cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000002485 urinary effect Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
本发明“一种用于细胞培养的微流控芯片”，属于微流控技术领域。所述微流控芯片包括芯片层；所述芯片层的上表面设置有细胞培养室、入口池、入口通道、出口池和出口通道；所述细胞培养室为设置在芯片层上表面的较大的凹陷区域；所述入口通道与出口通道均为设置在芯片层上表面的凹槽；所述入口池和出口池为设置在芯片层上表面的较小的凹陷区域；所述入口池与入口通道连通，并经所述入口通道与所述细胞培养室相连通；所述细胞培养室经所述出口通道与所述出口池相连通；所述入口池用于与新鲜培养基输送管道连接；所述出口池用于与细胞培养代谢废液排出管道连接。采用本法的芯片进行细胞培养具有样品用量少、培养效率高、操作简单、细胞存活率高等优点。
Description
技术领域
本发明属于微流控技术领域，具体涉及一种用于细胞培养的微流控芯片及培养方法，以及一种细胞培养装置。
背景技术
为了更好地模仿细胞在人体内生存地微环境，只有营造多种细胞共同培养的体系才能在体外重新构建出人体器官的部分功能。因此迫切地需要一种新技术来进行几种细胞的共同培养。细胞共培养是研究细胞间相互作用的重要手段，目前对于细胞共培养研究的方式主要有以下几种：1)混合培养；2)条件培养基培养；3)微载体培养法；4)微孔底膜套皿培养法。以上所有方法均存在试剂消耗量大、流速控制不精确等问题，且只适于研究细胞在二维平面上的生物学行为，很难模仿生物体内的复杂微环境，严重影响实验结果。
传统的细胞培养方法如将细胞在培养皿或者培养瓶内，这种方法无法模拟细胞实际状况下的液体流动环境，而且需要经常更换培养液浪费人力物力；而常规的微流控细胞培养方法需要使用蠕动泵、培养箱等大型设备，连接芯片与这些设备之间往往需要很长的管路，这十分影响细胞培养实验的进行。本专利提出了一种集成化的细胞培养装置，可以有效地代替传统细胞培养方式与常规的微流控细胞培养方法。
因此，本领域亟需开发一种能高度模拟还原生物体内环境，且试剂消耗量小、能准确控制流速的全新结构的微流控芯片及培养装置用于共同培养细胞。
发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的上述不足，提供了一种基于微流控芯片的细胞共同培养方法。
本发明的技术方案如下：
一种用于细胞培养的微流控芯片，其特征在于，包括芯片层；
所述芯片层的上表面设置有细胞培养室、入口池、入口通道、出口池和出口通道；
所述细胞培养室为设置在芯片层上表面的较大的凹陷区域；
所述入口通道与出口通道均为设置在芯片层上表面的凹槽；
所述入口池和出口池为设置在芯片层上表面的较小的凹陷区域；
所述入口池与入口通道连通，并经所述入口通道与所述细胞培养室相连通；
所述细胞培养室经所述出口通道与所述出口池相连通；
所述入口池用于与新鲜培养基输送管道连接；
所述出口池用于与细胞培养代谢废液排出管道连接。
所述芯片层包括芯片上层和芯片下层；所述芯片上层的上表面朝下地倒扣在芯片下层上；芯片上层的入口池和出口池均为镂空结构；所述芯片上层还设置有与芯片下层的入口池、出口池位置大小对应的通孔。
一种用于细胞共同培养的微流控芯片，包括所述的微流控芯片，其特征在于，还包括多孔层，用于分隔开所述芯片层；所述多孔层位于所述芯片上层和芯片下层之间。
所述芯片层还包括芯片中层；所述芯片中层处于所述芯片上层和芯片下层之间；所述芯片中层的细胞培养室、入口通道、出口通道、入口池和出口池均为镂空结构；所述芯片下层与芯片中层之间设有多孔层；所述芯片中层开设有与芯片下层的入口池、出口池位置大小对应的通孔。
所述芯片上层开设有与芯片中层的入口池、出口池和通孔位置大小对应的通孔。
在所述芯片上层和芯片下层之间设有多个所述的芯片中层；其中最靠近芯片下层的芯片中层开设有与芯片下层的入口池、出口池位置大小对应的通孔；其余在该层芯片中层之上的每一层芯片层均开设有与之相邻的下层芯片层的入口池、出口池和通孔位置大小相对应的通孔；芯片上层的入口池和所有与其它芯片层的入口池对应的通孔都用于与培养基输送管道相连接；芯片上层的出口池和所有与其它芯片层的出口池对应的通孔都用于与细胞培养代谢废液排出管道连接。
所述芯片层两两之间都间隔有多孔层；所述多孔层为具有若干微小通孔的结构层，所述通孔可透过细胞培养基但不透过细胞。
所述多孔层为多孔聚碳酸酯膜层、生物膜、聚四氟乙烯膜或硝酸纤维素膜等。
各芯片层，或，各芯片层和多孔层从下至上叠加形成所述微流控芯片；各芯片层大小、形状相适配；各芯片层上的细胞培养室的大小、形状、位置相对应，但各芯片层上的入口池、出口池在所述微流控芯片上的轴向位置不重叠。
各芯片层两两之间，或各芯片层和多孔层两两之间，边缘均为密封，以确保培养基不从芯片的四周边缘渗漏出。
所述密封的方式选自下述中的一种或几种：
各芯片层两两之间，或各芯片层和多孔层两两之间，边缘通过热压机热压密封；和/或，各芯片层两两之间，或各芯片层和多孔层两两之间，边缘通过粘胶或胶带粘贴密封；和/或，各芯片层两两之间，或各芯片层和多孔层两两之间，边缘通过夹具夹紧固定，用螺丝紧固密封。
所述芯片上层、芯片下层的入口通道与出口通道的宽度相等；所述芯片中层的入口通道与出口通道的宽度为900μm-1100μm，优选为1000μm；所述芯片上层、芯片下层的细胞培养室的宽度与入口通道与出口通道的宽度之比为：55:4～9:1。
所述芯片中层的细胞培养室的宽度与入口通道与出口通道的宽度之比为：9∶1～11:1。
所述芯片上层、芯片下层的细胞培养室、入口通道、出口通道的凹陷深度为80～120μm；所述芯片上层、芯片下层的入口通道、出口通道的宽度为800～1000μm，优选为833μm。所述芯片中层的细胞培养室、入口通道、出口通道的凹陷深度为180～220μm。
所述芯片层的细胞培养室、入口池、出口池的轮廓形状选自圆形、椭圆形、方形、菱形、或，规则或不规则多边形；所述芯片层的材料优选聚二甲基硅氧烷、亚克力板、玻璃片或者硅片等；所述细胞培养室的宽度为9～11mm，优选为10mm。
一种细胞培养的方法，其特征在于，采用所述的微流控芯片，将含有某种细胞的细胞悬液注入所述芯片上层的入口池。
通过所述入口池注入供细胞生长的培养基。
一种细胞共培养方法，其特征在于，采用所述的微流控芯片，将含有一种细胞的细胞悬液添加至芯片上层的入口池中；将含有另一种细胞的细胞悬液注入芯片下层或芯片中层的入口池中。
通过芯片上层的入口池，和/或，通过芯片上层上对应芯片中层或芯片下层的入口池的通孔，定期注入供细胞生长的培养基。
另一方面，本发明提供一种肾器官芯片，包括至少2层芯片层和用于将各芯片层分隔开的多孔层；所述多孔层位于各芯片层之间；
所述芯片层的上表面设置有细胞培养室、入口池、入口通道、出口池和出口通道；所述细胞培养室为设置在芯片层上表面的较大的凹陷区域，用于为所述细胞提供三维的培养空间；所述入口通道与出口通道均为设置在芯片层上表面的凹槽；所述入口池和出口池为设置在芯片层上表面的较小的凹陷区域；所述入口池与入口通道连通，并经所述入口通道与所述细胞培养室相连通；所述细胞培养室经所述出口通道与所述出口池相连通；所述入口池用于与新鲜培养基输送管道连接；所述出口池用于与细胞培养代谢废液排出管道连接。
所述微流控芯片包括2层芯片层；位于所述微流控芯片最上层的芯片层为芯片上层；位于所述微流控芯片最下层的芯片层为芯片下层；所述多孔层位于芯片上层和芯片下层之间；所述芯片上层的上表面朝下地倒扣在芯片下层上；芯片上层的入口池和出口池均为镂空结构；所述芯片上层还设置有与芯片下层的入口池、出口池位置大小对应的通孔。
所述肾器官芯片包括3层芯片层；处于所述芯片上层和芯片下层之间的为芯片中层；所述芯片中层的细胞培养室、入口通道、出口通道、入口池和出口池均为镂空结构；所述芯片下层与芯片中层之间设有多孔层；所述芯片中层开设有与芯片下层的入口池、出口池位置大小对应的通孔。
所述芯片上层开设有与芯片中层的入口池、出口池和通孔位置大小对应的通孔。
所述肾器官芯片包括3层以上的芯片层；在所述芯片上层和芯片下层之间设有多个所述的芯片中层；其中最靠近芯片下层的芯片中层开设有与芯片下层的入口池、出口池位置大小对应的通孔；其余在该层芯片中层之上的每一层芯片层均开设有与之相邻的下层芯片层的入口池、出口池和通孔位置大小相对应的通孔；芯片上层的入口池和所有与其它芯片层的入口池对应的通孔都用于与培养基输送管道相连接；芯片上层的出口池和所有与其它芯片层的出口池对应的通孔都用于与细胞培养代谢废液排出管道连接。
所述芯片层两两之间都间隔有多孔层；所述多孔层为具有若干微小通孔的结构层，所述微小通孔可透过细胞培养基但不透过细胞；优选地，所述多孔层为多孔聚碳酸酯膜层、生物膜、聚四氟乙烯膜或硝酸纤维素膜等。
各芯片层，或，各芯片层和多孔层从下至上叠加形成所述微流控芯片；各芯片层大小、形状相适配；各芯片层上的细胞培养室的大小、形状、位置相对应，但各芯片层上的入口池、出口池在所述微流控芯片上的轴向位置不重叠。
各芯片层两两之间，或各芯片层和多孔层两两之间，边缘均为密封，以确保培养基不从芯片的四周边缘渗漏出；优选地，所述密封的方式选自下述中的一种或几种：
各芯片层两两之间，或各芯片层和多孔层两两之间，边缘通过热压机热压密封；和/或，各芯片层两两之间，或各芯片层和多孔层两两之间，边缘通过粘胶或胶带粘贴密封；和/或，各芯片层两两之间，或各芯片层和多孔层两两之间，边缘通过夹具夹紧固定，用螺丝紧固密封。
所述芯片上层、芯片下层的入口通道与出口通道的宽度相等；所述芯片中层的入口通道与出口通道的宽度为900μm-1100μm，优选为1000μm；所述芯片上层、芯片下层的细胞培养室的宽度与入口通道与出口通道的宽度之比为：55:4～9:1；优选地，所述芯片中层的细胞培养室的宽度与入口通道与出口通道的宽度之比为：9∶1～11:1。
更优选地，所述芯片上层、芯片下层的细胞培养室、入口通道、出口通道的凹陷深度为 80～120μm；所述芯片上层、芯片下层的入口通道、出口通道的宽度为800～1000μm，优选为 833μm；优选地，所述芯片中层的细胞培养室、入口通道、出口通道的凹陷深度为180～220μm。
优选地，所述芯片层的细胞培养室、入口池、出口池的轮廓形状选自圆形、椭圆形、方形、菱形、或，规则或不规则多边形；所述芯片层的材料优选聚二甲基硅氧烷、亚克力板、玻璃片或者硅片等；所述细胞培养室的宽度为9～11mm，优选为10mm。
一种肾器官药物检测模型，其特征在于，培养有肾器官细胞的所述的肾器官芯片；优选地，所述培养包括，将含有肾器官细胞的细胞悬液注入所述肾器官芯片的芯片上层的入口池；更优选地，所述培养还包括：通过所述入口池注入供细胞生长的培养基。
所述肾器官细胞包括：人近端肾小管上皮细胞和管周毛细血管内皮细胞；优选地，所述肾器官芯片的最上层的细胞培养室内培养有人近端肾小管上皮细胞，所述肾器官芯片的最下层的细胞培养室内培养有管周毛细血管内皮细胞；更优选地，所述肾器官药物检测指：在所述肾器官芯片中培养的肾器官细胞上施加药物后定期测定细胞活力；进一步优选地，所述药物选自CCK-8，或，DDP；所述定期测定细胞活力指在施加药物的第1天、第4天、第7天测定细胞的OD450值。
本发明的第一个方面提供一种用于细胞培养的微流控芯片。所述微流控芯片包括芯片层；所述芯片层的上表面设置有细胞培养室、入口池、入口通道、出口池和出口通道；所述细胞培养室为设置在芯片层上表面的较大的凹陷区域；所述入口通道与出口通道均为设置在芯片层上表面的凹槽；所述入口池和出口池为设置在芯片层上表面的较小的凹陷区域；所述入口池与入口通道连通，并经所述入口通道与所述细胞培养室相连通；所述细胞培养室经所述出口通道与所述出口池相连通；所述入口池用于与新鲜培养基输送管道连接，所述出口池用于与细胞培养代谢废液排出管道连接。
细胞培养室为细胞贴壁生长提供了主要的附着空间；入口通道用于连通细胞培养室和入口池；出口通道用于连通细胞培养室和出口池；出口池的设置可使细胞培养过程中产生的代谢废液及时从芯片中排出；入口池的设置可使新鲜培养基可以通过入口池源源不断地被注入至所述芯片中供细胞生长培养；在一些具体的操作方案中，入口池可通过所述管道与注射泵连接，用于定时定量地往芯片中注入新鲜培养液，模拟人体中的细胞生长环境。
经试验证实，采用本发明具有上述结构的微流控芯片进行细胞培养，可为细胞的体外培养提供了一个稳定的环境，且具有操作简单、快速和样品用量少等特点，同时培养出的细胞存活率高，能稳定达到90％以上。
进一步地，所述芯片层包括芯片上层和芯片下层；所述芯片上层的上表面朝下地倒扣在芯片下层上；芯片上层的入口池和出口池均为镂空结构；所述芯片上层还设置有与芯片下层的入口池、出口池位置大小对应的通孔。芯片上层倒扣在下层上形成1个密闭的三围空间供细胞生长，同时将芯片上层的入口池和出口池做成镂空结构，不管是倒扣还是正向放置，都可以通过入口池将培养基注入进芯片中，也可以将细胞培养的代谢废液从出口池中排出。
本发明的第二个方面提供一种用于细胞共同培养的微流控芯片，其包括上面所述的微流控芯片和多孔层，所述多孔层用于分隔开所述芯片层；所述多孔层位于所述芯片上层和芯片下层之间。多孔层主要是培养细胞，可在其上包被胶原蛋白，促进细胞的附着，其上的微孔大小细胞不能透过，可通气；多孔层的设置可以使芯片内部分割出2个或2个以上独立的三维空间用于培养不同类型的细胞，进而高度还原、模拟出人体内部的生理环境，尤其对于某些人体器官而言，一般是由2种或2种以上的细胞共同工作，协同作用来维持器官的正常运转，因此本发明的芯片可用来模拟人体中的器官工作状态，并且可根据需要模拟的器官及其细胞类型数量，通过调整芯片层数来实现不同数量的各类细胞共同培养的目的。
在优选的实施例中，所述芯片层还包括芯片中层；所述芯片中层处于所述芯片上层和芯片下层之间；所述芯片中层的细胞培养室、入口通道、出口通道、入口池和出口池均为镂空结构；所述芯片下层与芯片中层之间设有多孔层；所述芯片中层开设有与芯片下层的入口池、出口池位置大小对应的通孔。所述芯片上层开设有与芯片中层的入口池、出口池和通孔位置大小对应的通孔。芯片中层被设计成镂空结构的作用在于使芯片内部在上下多层之间保持连通，使整个芯片形成一个有机整体，而多孔层的设置保证了液体的连通而将不同类型的细胞隔离开，更有利于模拟人体内的某个具体器官中不同类型细胞同时工作、协同作用、各自独立培养、生长而相互之间的液体是相通的这样一个生理环境。同时，芯片上层开设的通孔对应于芯片中层的入口池、出口池和通孔，而芯片中层也开设有同样对应于芯片下层的入口池出口池的通孔，这样设置的好处在于芯片固定成整体后无需将每一层拆解开分别添加注入培养基或导出废液，只需通过芯片上层的各个通孔连通管道即可实现芯片每层的培养基注入和废液导出，使采用本发明芯片培养细胞时的操作便捷，简单。
另一些实施例中，在所述芯片上层和芯片下层之间设有多个所述的芯片中层；其中最靠近芯片下层的芯片中层开设有与芯片下层的入口池、出口池位置大小对应的通孔；其余在该层芯片中层之上的每一层芯片层均开设有与之相邻的下层芯片层的入口池、出口池和通孔位置大小相对应的通孔。同样地，在芯片层数大于3层的情况下，除最下面的芯片层，芯片的每一层都会开设与其相邻的下一层上入口池和出口池以及通孔相对应的通孔，直到最上层芯片上开设的通孔是最多的，分别对应其下面的若干层芯片层上的入口池、出口池和通孔，从最上的芯片层就能满足对所有各层芯片层的液体注入、导出操作。
在一些实施例中，所述芯片层两两之间都间隔有多孔层；所述多孔层为具有若干微小通孔的结构层，所述通孔可透过细胞培养基但不透过细胞。多孔层的主要作用是用来将芯片中的各层进行有效的隔开，多孔层主要是培养细胞，可包被促进细胞附着的试剂。芯片也可以根据使用要求，设置更多层。采用本发明的芯片培养细胞的过程中，细胞主要附着于多孔层上生长，使每层芯片层分隔独立地培养某一种细胞，但多孔层又不完全阻断液体在整个芯片内部各芯片层之间的流通，更好地模拟人体内、器官内的生理环境和细胞工作状态。
具体地，所述多孔层为多孔聚碳酸酯膜、生物膜、聚四氟乙烯膜或硝酸纤维素膜等。上述本领域常见的多孔层制作材料，本领域技术人员可根据实际需求，例如，实验目的，实验操作需求，产品成本等，对上述本领域常见的多孔层制作材料进行常规的选择。
更具体的实施例中，各芯片层，或，各芯片层和多孔层从下至上叠加形成所述微流控芯片；各芯片层大小、形状相适配；各芯片层上的细胞培养室的大小、形状、位置相对应，但各芯片层上的入口池、出口池在所述微流控芯片上的轴向位置不重叠。还有一些实施例如，所述芯片层和多孔层都被制成矩形片状结构；各芯片层大小、形状相适配的好处在于形成芯片整体时更容易成型，固定过程更简易，而零部件的加工过程更简单，降低成本。
更优选的实施例中，各芯片层两两之间，或各芯片层和多孔层两两之间，边缘均为密封，以确保培养基不从芯片的四周边缘渗漏出。层与层之间形成密封，使注入芯片内部的培养基不会透过边缘的缝隙渗漏出，有利于减少样品用量，提高细胞培养效率。
在进一步优选的方案中，所述密封的方式选自下述中的一种或几种：各芯片层两两之间，或各芯片层和多孔层两两之间，边缘通过热压机热压密封；和/或，各芯片层两两之间，或各芯片层和多孔层两两之间，边缘通过粘胶或胶带粘贴密封；和/或，各芯片层两两之间，或各芯片层和多孔层两两之间，边缘通过夹具夹紧固定，用螺丝紧固密封。本发明芯片密封的方式包括但不限于上述几种密封方式，本领域技术人员出于芯片密封的目的，还可以采用使芯片边缘闭合密封不使液体渗漏的其它密封手段。
在某些实施例中，所述芯片上层、芯片下层的入口通道与出口通道的宽度相等；所述芯片中层的入口通道与出口通道的宽度为900μm-1100μm，优选为1000μm；所述芯片上层、芯片下层的细胞培养室的宽度与入口通道与出口通道的宽度之比为：55:4～9:1。
在另一些实施例中，所述芯片中层的细胞培养室的宽度与入口通道与出口通道的宽度之比为：9∶1～11:1。
一些实施例中，所述芯片上层、芯片下层的细胞培养室、入口通道、出口通道的凹陷深度为80～120μm；所述芯片上层、芯片下层的入口通道、出口通道的宽度为800～1000μm，优选为833μm。
一些具体的实施例中，所述芯片中层的细胞培养室、入口通道、出口通道的凹陷深度为 180～220μm。
更具体的实施例中，所述芯片层的细胞培养室、入口池、出口池的轮廓形状选自圆形、椭圆形、方形、菱形、或，规则或不规则多边形；所述芯片层的材料优选聚二甲基硅氧烷、亚克力板、玻璃片或者硅片等；所述细胞培养室的宽度为9～11mm，优选为10mm。本发明一个具体实施例所提供的的芯片细胞培养室形状近似椭圆，空间较大，可培养较多细胞。也可以根据具体要求，设置另外相似的培养室形状。
上述这些尺寸数值范围，本领域技术人员可根据实际的细胞培养目的及实验操作需求，做出相应的调整和选择。
本发明的第三个方面提供一种基于上述微流控芯片的细胞培养的方法，其特征在于，采用所述的微流控芯片，将含有某种细胞的细胞悬液注入所述芯片上层的入口池。采用本发明任一所述的芯片，即可实现任何类型细胞的培养，通过往芯片层的入口池注入细胞悬液，在一定的时间内即可达到细胞在细胞培养室内贴壁生长的目的。同时，本发明也通过反复试验证实采用本发明的芯片进行细胞培养，细胞存活率可高达90％以上。
在细胞培养方法进一步的实施例中，通过所述入口池注入供细胞生长的培养基。为实现持续培养细胞，需要通过入口池定期持续不断地注入新鲜培养基，以提供细胞生长所需的培养液。并且本发明经实验验证，采用本发明的芯片，与现有常规细胞培养芯片相比较，常规细胞芯片的换液频率为1-2天就需要换液，而本发明的芯片在离心管中存储40ml的培养液之后，调整相应的流速，可以连续培养细胞7天以上无需换液。
本发明的第四个方面提供一种细胞共培养方法，其特征在于，采用包含多孔层的所述的微流控芯片，将含有一种细胞的细胞悬液添加至芯片上层的入口池中；将含有另一种细胞的细胞悬液注入芯片下层或芯片中层的入口池中。采用本发明保护多孔层的多层结构的任一所述芯片，均可实现2种或2种以上细胞共培养的目的。
进一步的具体实施例中，通过芯片上层的入口池，和/或，通过芯片上层上对应芯片中层或芯片下层的入口池的通孔，定期注入供细胞生长的培养基。
本发明的细胞培养装置中，芯片的入口与蠕动泵的出口相接，蠕动泵的入口接入储存细胞培养液的储液管出口。芯片的出口与储液管的入口相连，可以构成封闭的蠕动循环系统。可以有效地解决传统培养方法中，需要人工频繁换液的问题。蠕动装置的转速可以进行调节在储液管周围裹有加热装置，通过与储液管接触对其进行加热，并配以微电脑温度控制器，可以有效地调节温度并将温度控制在适合细胞生存的范围内。
本发明提供的微流控芯片可用于研究细胞在三维空间中相互作用。
本发明所述的微流控芯片技术可用于生物医药领域，并提供一种基于微流控芯片的细胞共同培养方法，可为细胞三维生长提供支持。本发明提供的这种新型的仿生微流控细胞培养芯片,保证了细胞培养室中的流体速度、压力分布和溶液浓度的稳定性，为细胞三维生长创造了一个稳定的微环境。
本发明的微流控芯片因其同细胞尺寸匹配、环境与生理环境相近，易于进行多种细胞共同培养等特点可作为新一代生物仿生和细胞研究的平台，具有良好的生物相容性，透光透气，芯片制作工艺简单，能实现芯片内的细胞培养和模仿各种人体内的生理微环境。PDMS芯片经表面改性后能保证良好的密封，适合之后的显微观察、免疫染色等。
本发明可在一块几十平方厘米的芯片上进行细胞三维共培养。相对于传统的研究方法，为细胞的生长和相互作用提供一个更接近体内的微环境。并且本发明具有操作简单、试剂用量少等特点。这是因为传统的细胞培养方式需要一到两天换次培养液，而结合微流控技术的三维培养方式，在离心管中通入40ml左右培养液，可循环使用7天以上。本发明所提供的芯片及细胞培养方法具有重要的生物医学研究价值和经济价值。同时该微流控细胞培养芯片可以集成在一个芯片体系上进行细胞的批量培养，而且可以和微泵、微阀等微结构结合起来进行相关的细胞研究，加大了实验结果的真实性。
本发明所涉及的细胞培养装置，可以用于不同种类的细胞的培养过程，培养时间根据芯片的细胞腔室尺寸以及细胞的生长状况所决定。培养装置中蠕动泵的转速可以通过多种方式进行调节如内置电位器、外置电位器、虚拟仪器、开发板等，通过改变蠕动泵的转速可以改变细胞培养液的流速，模拟更符合实际的细胞培养环境。蠕动泵的入/出口可以通过转接口与多种不同内/外径或材质等规格的管路相连接，可以满足不同细胞培养实验要求。
因此，为弥补目前细胞共培养体系所存在的缺陷，我们设计了一种基于微流控芯片的细胞共培养方法，它可以实现对流体的精确操纵和控制，且细胞在微通道内易于控制，生长的微环境接近于体内微环境。微流控芯片更可以把涉及的细胞培养和药物筛选等功能集成到一起，使得各种生物医学实验可以在这个微小的芯片上进行，芯片本身需具有良好的透视性和生物兼容性，可以对细胞的生长状况进行及时、方便的观测。通过本专利的细胞培养装置可以有效地集成常规微流控细胞培养方法，改进了其本来存在的缺点，为细胞培养实验提供了一个有效的操作平台。
附图说明
图1为本发明一个实施例的剖面结构的示意图。
图2为本发明一个实施例芯片上层的俯视结构示意图。
图3为本发明一个实施例多孔聚碳酸酯膜层的俯视结构示意图。
图4为本发明一个实施例芯片中层的俯视结构示意图。
图5为本发明一个实施例芯片下层的俯视结构示意图。
图6为本发明1个实施例的微流控芯片的芯片上层、芯片中层和芯片下层同时在多孔层上投影所形成的轮廓形状示意图。
图7为本发明一个细胞培养装置俯视结构示意图。
图8为本发明一个细胞培养装置剖面结构示意图。
图9为实验例1本发明的芯片的细胞存活率检测结果；其中Dynamic指存在剪切力的组， Static指无剪切力的组。
图10为实验例3本发明的芯片培养肾小管RPTEC细胞的细胞代谢物中的白蛋白含量检测结果。
图11为采用本发明另一个实施例提供的微流控芯片培养RPTECs在第1天，第4天、第 7天和静态组RPTECs的CCK-8对比结果，其中fluidic指微流控芯片培养RPTECs的结果，static指静态组RPTECs的结果。
图12为不同浓度的DDP对静态组细胞和芯片中培养的细胞存活率的影响对比结果，其中fluidic指微流控芯片培养的肾细胞结果，static指静态组肾细胞结果；所述芯片中培养的细胞指采用本发明一个实施例所提供的微流控芯片培养的肾细胞。
其中，附图标记列示如下：1,2-多孔层；3-芯片上层；4-芯片中层；5-芯片下层；6-芯片上层的入口池；7-芯片上层的细胞培养室；8-芯片上层的出口池；9-芯片上层的入口通道；10- 芯片上层的出口通道；11-芯片中层的入口池；12-芯片中层的细胞培养室；13-芯片中层的出口池；14-芯片中层的入口通道；15-芯片中层的出口通道；16-芯片下层的入口池；17-芯片下层的细胞培养室；18-芯片下层的出口池；19-芯片下层的入口通道；20-芯片下层的出口通道。 A-细胞芯片；B-泵、B1-泵出口、B2-蠕动泵驱动板；C-储液罐；D-加热组件；E-机架；E1- 机架导管孔、E2-机架接口、E3-芯片窗口、E31-芯片盖板、E4-数显屏窗口。
具体实施方式
下面将结合附图进一步说明本发明的具体实施过程,此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
生物材料的来源
本发明的实施例中使用的肾小管RPTEC细胞、管周毛细血管HPCECs细胞购自上海赛奇生物有限公司。
第1组实施例、本发明的细胞培养芯片
本组实施例提供一种用于细胞培养的微流控芯片。本组所有的实施例都具备如下特征：所述微流控芯片包括芯片层；所述芯片层的上表面设置有细胞培养室、入口池、入口通道、出口池和出口通道；所述细胞培养室为设置在芯片层上表面的较大的凹陷区域；所述入口通道与出口通道均为设置在芯片层上表面的凹槽；所述入口池和出口池为设置在芯片层上表面的较小的凹陷区域；所述入口池与入口通道连通，并经所述入口通道与所述细胞培养室相连通；所述细胞培养室经所述出口通道与所述出口池相连通；所述入口池用于与新鲜培养基输送管道连接，所述出口池用于与细胞培养代谢废液排出管道连接。使用基于微流控细胞的培养装置，可以将蠕动泵出口与入口池连接，通过蠕动泵将培养基输入到芯片中。出口池可以与储液管入口相连，将多余的细胞培养基回收到储液管。将与芯片连接的蠕动循环管路连接之后，可以将芯片放置于芯片加热片上，盖上芯片盖板。通过温度控制器可以控制芯片加热片与储液管加热片的温度，以维持芯片与细胞培养液的温度在适合细胞培养的范围内。
在一些具体的操作中，所述入口池可通过培养基输送管道与储液装置(例如离心管)或注射泵、微泵或微阀相连接，用于定量控制向芯片内输送新鲜培养基供细胞生长；同时，出口池也可通过废液排出管道与废液收集装置，经负压阀或其它形式的抽排装置将芯片内的细胞培养过程中因细胞生长产生的代谢废液排出。
细胞培养室为细胞贴壁生长提供了主要的附着空间；入口通道用于连通细胞培养室和入口池；出口通道用于连通细胞培养室和出口池；出口池的设置可使细胞培养过程中产生的代谢废液及时从芯片中排出；入口池的设置可使新鲜培养基可以通过入口池源源不断地被注入至所述芯片中供细胞生长培养；在一些具体的操作方案中，入口池可通过所述管道与注射泵连接，用于定时定量地往芯片中注入新鲜培养液，模拟人体中的细胞生长环境。
经试验证实，采用本发明具有上述结构的微流控芯片进行细胞培养，可为细胞的体外培养提供了一个稳定的环境，且具有操作简单、快速和样品用量少等特点，同时培养出的细胞存活率高，能稳定达到90％以上。
在进一步的实施例中，所述芯片层包括芯片上层和芯片下层；所述芯片上层的上表面朝下地倒扣在芯片下层上；芯片上层的入口池和出口池均为镂空结构；所述芯片上层还设置有与芯片下层的入口池、出口池位置大小对应的通孔。芯片上层倒扣在下层上形成1个密闭的三围空间供细胞生长，同时将芯片上层的入口池和出口池做成镂空结构，不管是倒扣还是正向放置，都可以通过入口池将培养基注入进芯片中，也可以将细胞培养的代谢废液从出口池中排出。
第2组实施例、本发明的细胞共培养芯片
本组实施例提供一种用于细胞共同培养的微流控芯片。本组所有的实施例都具备如下共同特点：所述细胞共培养芯片包括第1组实施例任一所述的微流控芯片和多孔层，所述多孔层用于分隔开所述芯片层；所述多孔层位于所述芯片上层和芯片下层之间。多孔层主要是培养细胞，可在其上包被胶原蛋白，促进细胞的附着，其上的微孔大小细胞不能透过，可通气；多孔层的设置可以使芯片内部分割出2个或2个以上独立的三维空间用于培养不同类型的细胞，进而高度还原、模拟出人体内部的生理环境，尤其对于某些人体器官而言，一般是由2 种或2种以上的细胞共同工作，协同作用来维持器官的正常运转，因此本发明的芯片可用来模拟人体中的器官工作状态，并且可根据需要模拟的器官及其细胞类型数量，通过调整芯片层数来实现不同数量的各类细胞共同培养的目的。
在优选的实施例中，所述芯片层还包括芯片中层；所述芯片中层处于所述芯片上层和芯片下层之间；所述芯片中层的细胞培养室、入口通道、出口通道、入口池和出口池均为镂空结构；所述芯片下层与芯片中层之间设有多孔层；所述芯片中层开设有与芯片下层的入口池、出口池位置大小对应的通孔。所述芯片上层开设有与芯片中层的入口池、出口池和通孔位置大小对应的通孔。芯片中层被设计成镂空结构的作用在于使芯片内部在上下多层之间保持连通，使整个芯片形成一个有机整体，而多孔层的设置保证了液体的连通而将不同类型的细胞隔离开，更有利于模拟人体内的某个具体器官中不同类型细胞同时工作、协同作用、各自独立培养、生长而相互之间的液体是相通的这样一个生理环境。同时，芯片上层开设的通孔对应于芯片中层的入口池、出口池和通孔，而芯片中层也开设有同样对应于芯片下层的入口池出口池的通孔，这样设置的好处在于芯片固定成整体后无需将每一层拆解开分别添加注入培养基或导出废液，只需通过芯片上层的各个通孔连通管道即可实现芯片每层的培养基注入和废液导出，使采用本发明芯片培养细胞时的操作便捷，简单。
在一些具体的操作中，所述芯片上层的入口池以及与其它芯片层入口池相对应的通孔上都连接有培养基输送管道，并通过培养基输送管道与储液装置(例如离心管)或注射泵、微泵或微阀相连接，用于定量控制向芯片内输送新鲜培养基供细胞生长，并通过精确的定量控制培养基的输入量来模拟人体内的细胞生长的微环境；同时，芯片上层的出口池以及与其它芯片层出口池相对应的通孔上都接有废液排出管道，并通过管道与废液收集装置，经负压阀或其它形式的抽排装置将芯片内的细胞培养过程中因细胞生长产生的代谢废液排出。
另一些实施例中，在所述芯片上层和芯片下层之间设有多个所述的芯片中层；其中最靠近芯片下层的芯片中层开设有与芯片下层的入口池、出口池位置大小对应的通孔；其余在该层芯片中层之上的每一层芯片层均开设有与之相邻的下层芯片层的入口池、出口池和通孔位置大小相对应的通孔。同样地，在芯片层数大于3层的情况下，除最下面的芯片层，芯片的每一层都会开设与其相邻的下一层上入口池和出口池以及通孔相对应的通孔，直到最上层芯片上开设的通孔是最多的，分别对应其下面的若干层芯片层上的入口池、出口池和通孔，从最上的芯片层就能满足对所有各层芯片层的液体注入、导出操作。
在一些实施例中，所述芯片层两两之间都间隔有多孔层；所述多孔层为具有若干微小通孔的结构层，所述通孔可透过细胞培养基但不透过细胞。多孔层的主要作用是用来将芯片中的各层进行有效的隔开，多孔层主要是培养细胞，可包被促进细胞附着的试剂。芯片也可以根据使用要求，设置更多层。采用本发明的芯片培养细胞的过程中，细胞主要附着于多孔层上生长，使每层芯片层分隔独立地培养某一种细胞，但多孔层又不完全阻断液体在整个芯片内部各芯片层之间的流通，更好地模拟人体内、器官内的生理环境和细胞工作状态。
具体地，所述多孔层为多孔聚碳酸酯膜层、生物膜、聚四氟乙烯膜或硝酸纤维素膜等。上述本领域常见的多孔层制作材料，本领域技术人员可根据实际需求，例如，实验目的，实验操作需求，产品成本等，对上述本领域常见的多孔层制作材料进行常规的选择。
更具体的实施例中，各芯片层，或，各芯片层和多孔层从下至上叠加形成所述微流控芯片；各芯片层大小、形状相适配；各芯片层上的细胞培养室的大小、形状、位置相对应，但各芯片层上的入口池、出口池在所述微流控芯片上的轴向位置不重叠。还有一些实施例红，所述芯片层和多孔层都被制成矩形片状结构；各芯片层大小、形状相适配的好处在于形成芯片整体时更容易成型，固定过程更简易，而零部件的加工过程更简单，降低成本。
更优选的实施例中，各芯片层两两之间，或各芯片层和多孔层两两之间，边缘均为密封，以确保培养基不从芯片的四周边缘渗漏出。层与层之间形成密封，使注入芯片内部的培养基不会透过边缘的缝隙渗漏出，有利于减少样品用量，提高细胞培养效率。
在进一步优选的方案中，所述密封的方式选自下述中的一种或几种：各芯片层两两之间，或各芯片层和多孔层两两之间，边缘通过热压机热压密封；和/或，各芯片层两两之间，或各芯片层和多孔层两两之间，边缘通过粘胶或胶带粘贴密封；和/或，各芯片层两两之间，或各芯片层和多孔层两两之间，边缘通过夹具夹紧固定，用螺丝紧固密封。本发明芯片密封的方式包括但不限于上述几种密封方式，本领域技术人员出于芯片密封的目的，还可以采用使芯片边缘闭合密封不使液体渗漏的其它密封手段。
在某些实施例中，所述芯片上层、芯片下层的入口通道与出口通道的宽度相等；所述芯片中层的入口通道与出口通道的宽度为900μm-1100μm，优选为1000μm；所述芯片上层、芯片下层的细胞培养室的宽度与入口通道与出口通道的宽度之比为：55:4～9:1。
在另一些实施例中，所述芯片中层的细胞培养室的宽度与入口通道与出口通道的宽度之比为：9∶1～11:1。
一些实施例中，所述芯片上层、芯片下层的细胞培养室、入口通道、出口通道的凹陷深度为80～120μm；所述芯片上层、芯片下层的入口通道、出口通道的宽度为800～1000μm，优选为833μm。
一些具体的实施例中，所述芯片中层的细胞培养室、入口通道、出口通道的凹陷深度为 180～220μm。
更具体的实施例中，所述芯片层的细胞培养室、入口池、出口池的轮廓形状选自圆形、椭圆形、方形、菱形、或，规则或不规则多边形；所述芯片层的材料优选聚二甲基硅氧烷、亚克力板、玻璃片或者硅片等；所述细胞培养室的宽度为9～11mm，优选为10mm。本发明一个具体实施例所提供的芯片细胞培养室形状近似椭圆，空间较大，可培养较多细胞。也可以根据具体要求，设置另外相似的培养室形状。
上述这些尺寸数值范围，本领域技术人员可根据实际的细胞培养目的及实验操作需求，做出相应的调整和选择。
第3组实施例、本发明的细胞培养方法
本组实施例提供一种基于上述微流控芯片的细胞培养方法。在本组所有的实施例中，所述细胞培养方法都具备如下特征：采用第1组实施例和/或第2组实施例任一所述的实施例所提供的微流控芯片，将含有某种细胞的细胞悬液注入所述芯片上层的入口池。采用本发明任一所述的芯片，即可实现任何类型细胞的培养，通过往芯片层的入口池注入细胞悬液，在一定的时间内即可达到细胞在细胞培养室内贴壁生长的目的。同时，本发明也通过反复试验证实采用本发明的芯片进行细胞培养，细胞存活率可高达90％以上。
在本组细胞培养方法进一步的实施例中，通过所述入口池注入供细胞生长的培养基。为实现持续培养细胞，需要通过入口池定期持续不断地注入新鲜培养基，以提供细胞生长所需的培养液。并且本发明经实验验证，采用本发明的芯片，与现有常规细胞培养芯片相比较，常规细胞芯片的换液频率为1-2天就需要换液，而本发明的芯片在通入40ml的培养液之后，可以连续培养细胞7天以上无需换液。
第4组实施例、本发明的细胞共培养方法
提供一种细胞共培养方法，其特征在于，采用包含多孔层的所述的微流控芯片，将含有一种细胞的细胞悬液添加至芯片上层的入口池中；将含有另一种细胞的细胞悬液注入芯片下层或芯片中层的入口池中。采用本发明保护多孔层的多层结构的任一所述芯片，均可实现2 种或2种以上细胞共培养的目的。
在具体实施例中，通过芯片上层的入口池，和/或，通过芯片上层上对应芯片中层或芯片下层的入口池的通孔，定期注入供细胞生长的培养基。
本发明第1组实施例和/或第2组实施例中任一实施例所提供的微流控芯片不局限于用来培养来自人体的细胞，也可以采用本发明的微流控芯片培养动物细胞、植物细胞、微生物细胞等等。
第5组实施例、本发明的细胞培养装置
本组实施例提供一种基于微流控技术的细胞培养装置。本组实施例具备如下共同特征：所述细胞培养装置包括细胞培养液循环系统；所述细胞培养液循环系统包括可为细胞提供培养空间的细胞芯片A、泵B、和可存放细胞培养液的储液罐C；所述细胞芯片A的入口与泵 B的出口B1通过管道相连接；所述泵B的入口通过管道与所述储液罐C的出口相接；所述细胞芯片的出口通过管道与储液罐的入口相连通。形成这样的循环，细胞芯片出口排出的废液又重新回到储液罐中，与储液罐中的新鲜培养液混合，这样并不会造成污染，因为在一般的实验环境，在实验的过程时间里，可视为无菌状态，并且培养液里都会有盘尼西林药品，会有杀菌效果。而使培养液形成循环，作用在于：由于细胞代谢的量太少，若是使用灌流的話，在搜集细胞分泌物的時候，量会太少，若使用循环，那么细胞分泌物会在循环液中累积，在测量上可以获得较佳的信号。
在具体的实施例中，所述泵为蠕动泵；所述细胞芯片为微流控芯片。
优选地，所述蠕动泵下部设置有蠕动泵驱动板B2，用于控制蠕动泵的启停和转速。
在进一步的实施例中，所述细胞培养装置还包括加热组件D；所述细胞芯片底部和所述储液罐内部均设置有加热组件D。
在优选的实施例中，所述加热组件D通过线路与微电脑温度控制器E相连接。
在更进一步的实施例中，如图7和图8所示，所述细胞培养装置还包括机架E；细胞芯片A、泵B、储液罐C和加热组件D集成于所述机架E内部，好处是：使用便捷，节省空间，也是产品美观设计；所述机架顶面设置有镂空的用于外接管道的机架导管孔E1、机架接口E2、用于露出细胞芯片的芯片窗口E3以及用于露出微电脑温度控制器的数显屏的数显屏窗口E4。所述机架接口E2与机架导管孔E1分别设置成2个；其中1个所述机架接口E2上的外接的管道(图中未示出)的一端与所述细胞培养装置的机架E内的泵出口B1相连，另一端连接其中1个机架导管孔E1，该机架导管孔E1与细胞芯片A的入口池相连通；另1个机架导管孔E1与细胞芯片A的出口池相连通，且该机架导管孔E1外接管道的一端，该管道的另一端外接另1个机架接口E2并回到储液罐C中，从而形成培养液循环回路。
在一些具体的实施例中，所述芯片窗口上设置有可开合的芯片盖板E31，用于遮盖芯片窗口E3。
所述微流控芯片包括至少1层芯片层；所述芯片层的上表面设置有细胞培养室、入口池、入口通道、出口池和出口通道；所述细胞培养室为设置在芯片层上表面的较大的凹陷区域，用于为所述细胞提供三维的培养空间；所述入口通道与出口通道均为设置在芯片层上表面的凹槽；所述入口池和出口池为设置在芯片层上表面的较小的凹陷区域；所述入口池与入口通道连通，并经所述入口通道与所述细胞培养室相连通；所述细胞培养室经所述出口通道与所述出口池相连通；所述入口池用于与新鲜培养基输送管道连接；所述出口池用于与细胞培养代谢废液排出管道连接。
所述微流控芯片包括2层芯片层；位于所述微流控芯片最上层的芯片层为芯片上层；位于所述微流控芯片最下层的芯片层为芯片下层；所述芯片上层的上表面朝下地倒扣在芯片下层上；芯片上层的入口池和出口池均为镂空结构；所述芯片上层还设置有与芯片下层的入口池、出口池位置大小对应的通孔。
所述微流控芯片还包括多孔层，用于分隔开所述芯片层；所述多孔层位于所述芯片上层和芯片下层之间。
所述微流控芯片包括3层芯片层；处于所述芯片上层和芯片下层之间的为芯片中层；所述芯片中层的细胞培养室、入口通道、出口通道、入口池和出口池均为镂空结构；所述芯片下层与芯片中层之间设有多孔层；所述芯片中层开设有与芯片下层的入口池、出口池位置大小对应的通孔；所述芯片上层开设有与芯片中层的入口池、出口池和通孔位置大小对应的通孔；
优选地，所述微流控芯片包括3层以上的芯片层；在所述芯片上层和芯片下层之间设有多个所述的芯片中层；其中最靠近芯片下层的芯片中层开设有与芯片下层的入口池、出口池位置大小对应的通孔；其余在该层芯片中层之上的每一层芯片层均开设有与之相邻的下层芯片层的入口池、出口池和通孔位置大小相对应的通孔；芯片上层的入口池和所有与其它芯片层的入口池对应的通孔都用于与培养基输送管道相连接；芯片上层的出口池和所有与其它芯片层的出口池对应的通孔都用于与细胞培养代谢废液排出管道连接。
实验例1、本发明微流控芯片的性能检测
本发明对本发明的微流控芯片和现有普通芯片(例如：发明专利申请201410191283， 201510860959中记载的微流控芯片)进行了本身性能方面的研究实验，除芯片不同，其它条件都一样，包括采用相同的细胞(具体是人近端肾小管上皮细胞RPTECs)，在相同的培养条件(具体的细胞培养过程中所使用的培养基、方法和培养条件参照商购的RPTECs的产品说明书进行)下进行细胞培养得到如下对比数据：
| 芯片类型 | 样品初始用量 | 换液频次 | 细胞存活率 |
| 本发明芯片 | 30ml | 7天以上 | 80～95％ |
| 现有普通芯片 | 15ml | 1-2天 | 40～50％ |
将培养了3天，6天及9天的芯片取出，并配置CCK-8溶液，酶标仪检测细胞存活率，结果如图9所示。人体中肾小管细胞始终处于血液的剪切力下。研究证明剪切力可促进细胞骨架重新排列，改变表达转运蛋白和调节钠钾离子等的转运。实验结果也显示，存在剪切力的组(Dynamic)比无剪切力的组(Static)细胞生长得更好。
鉴于本发明芯片的特殊结构，采用本发明微流控芯片进行细胞培养能为提供细胞提供三维的生长空间，更近似于机体内的细胞生长环境，因此培养得到的细胞的存活率较高，而采用现有普通芯片培养细胞，仅仅是二维培养方法，所得到的细胞存活率不高，不能很好地高度还原模拟人体内部环境；同时，本发明芯片的结构决定了在细胞培养过程中的样品用量比常规方法总体上减少，换液频次降低，操作更为便捷；由上表可以看出，无论在样品用量、换液操作上，还是在细胞存活率方面，本发明芯片的相比现有技术都取得了十分显著地进步。
实验例2、本发明的肾脏器官芯片及药物检测模型
(1)肾脏器官芯片
如图1至图5所示：一种微流控芯片，它包括多孔聚碳酸酯膜层1，在多孔聚碳酸酯膜层1的两面分别设置有芯片上层2和芯片下层3，即所述的多孔聚碳酸酯膜层1夹设在芯片上层2和芯片下层3之间，并且所述的芯片上层2和芯片下层3均由聚二甲基硅氧烷(或亚克力板)制成；
在所述的芯片上层(3)上开设有上入口池(6)、菱形的上细胞培养室(7)、上出口池(8)，并通透地开设有中入口池(11)、中出口池(13)、下入口池(16)和下出口池(18)，在上入口池(6)与上细胞培养室(7)之间连通有第一通道(9)，上出口池(8)与上细胞培养室(7)之间连通有第二通道(10)，且上细胞培养室(7)的宽度为H，第一通道(9)和第二通道(10)的宽度均h；在芯片中层通透地开设中入口池(11)、菱形的中细胞培养室(12)，在中入口池(11)与中细胞培养室(12)之间连通有第三通道(14)，中出口池(13)与中细胞培养室(12)之间连通有第四通道(15)，且中细胞培养室的宽度为H，第三通道(14)和第四通道(15)的宽度均n，H:n＝9:1～11:1；在芯片下层上开设有下入口池(16)、菱形的下细胞培养室(17)和下出口池(18)，在下入口池(16)与下细胞培养室(17)之间连通有第五通道(19)，下出口池(18)与下细胞培养室(17)之间连通有第六通道 (20)，且下细胞培养室(17)的宽度为H，第五通道(19)和第六通道(20)的宽度均为h。
所述的H的取值范围是9～11mm，其优选值为10mm。所述的h的取值范围是800～1000μm，其优选值为833μm。所述的第一通道(9)、上细胞培养室(7)、第二通道(10)、第五通道(19)、下细胞培养室(17)和第四通道(15)的高度均为M，M的取值范围是80～120μm，其优选值是 100μm。第三通道(14)、中细胞培养室(12)和第四通道(15)的高度为Q，Q的高度为180～220μm，其优选值是200μm。
所述的上入口池(4)、第一通道(7)、上细胞培养室(5)、第二通道(8)、上出口池(6)、中入口池(11)、中出口池(13)、下入口池(16)和下出口池(18)共同形成轮廓如图2所示，所述的中入口池(11)、第三通道(14)、下细胞培养室(12)、第四通道(15)共同形成轮廓如图4所示，下出口池(16)、下入口池(18)、第五通道(19)、下细胞培养室(17)、第六通道(20)与下出口池(18)共同形成轮廓如图5所示，图2、图4的轮廓与图5的轮廓共同在多孔聚碳酸酯膜层上的投影形成的轮廓如图6所示。
下面以肾小管RPTEC细胞、管周毛细血管细胞的共同培养为例，对如何利用该芯片进行细胞培养加以说明。
本发明实施例的微流控芯片的工作过程如下：芯片上层3上的第一通道9、上细胞培养室7和第二通道10共同模拟肾小管；芯片中层4上的第三通道14、中细胞培养室12和第四通道15共同模拟肾小管与肾端毛细血管间的细胞间质；芯片下层5上的第五通道19、下细胞培养室17和第六通道20共同模拟肾小管管周毛细血管。
首先让芯片上层3朝上，通过入口池6注入RPTEC细胞悬液，液体在流动的过程中将RPTEC细胞输送到上细胞培养室7处。之后RPTEC细胞留在上细胞培养室7内，并在多孔聚碳酸酯膜层1上生长，并不断通以培养基；待RPTEC细胞贴壁后，然后从芯片上层3的中入口池11中注入培养基，模拟人体中细胞间质的环境。接着从芯片上层的下入口池16中注入管周毛细血管细胞，倒置芯片，使得管周毛细血管贴壁生长，并不断通以培养基。待RPTEC 细胞培养3天以上，形成汇合的单层后，再从芯片上层2的入口池6处连接注射泵，利用注射泵精确控制液体流量，使其流体模式模拟体内肾小管重吸收的血流动力微环境；上述工作完成后，就构建出一个符合人体内肾小管解剖结构的模型。
该发明的微流控肾小管芯片为细胞的生长提供了更接近细胞体内生长的微环境，同时能够很好地控制细胞在芯片内的生长分布。该仿生微流控细胞培养芯片可用于一些与细胞相关的研究，如细胞药物的低成本快速筛选等。
(2)肾器官药物检测模型
具体芯片操作过程：首先，使用ECM胶原蛋白涂抹在膜种植细胞的一面，以帮助细胞更好地粘附。肾芯片中细胞(fluidic)操作如上所述，作为对照的静态组(static)，将细胞密度为5×104/ml的RPTECs和PCECs细胞取100ul均匀种植在膜表面，置于6孔板中。待细胞培养2小时粘附后，添加新鲜有血培养基继续培养24h。肾芯片的入口和出口分别连接到含有DMEM培养基的离心管中，并且上层细胞暴露于在0.2dyn/cm2的流体剪切应力下。
选择三个时间点，1天，4天和7天来分析细胞的生长状况。当细胞培养这段时间时，将 CCK-8溶液(CCK-8试剂：有血培养基＝1:10)加入到含有RPTECs的膜中孵育2小时。之后，将具有CCK-8的溶液吸入96孔板(每孔120-150ul)中，并通过酶标仪测量450nm处的波长。
结果如图11所示，为在第1天，第4天和第7天静态组RPTECs(static)和芯片中培养的RPTECs(fluidic)的CCK-8结果。(*P<0.05。)OD值代表细胞活力，OD值越高，代表活细胞越多。除剪切应力外，流体组和静态组在相同条件下。在7天的生长周期中，两组中的细胞数量均不断增加。结果显示，与第4天和第7天的静态组相比，在芯片中的活细胞数量有很大的提高。这也证明具有流动的环境可提高细胞的生存活力。基于微流控技术的的芯片，可作为细胞长期培养的平台，并可在上面进行相关药物功能的测试。
实验例3、肾小管RPTEC细胞白蛋白代谢物检测
糖尿病(DM)和继发性肾损伤患病率的增加导致了糖尿病肾病(DN)。早期肾病定义为微量白蛋白尿(30-300mg/天)，因此肾脏器官代谢物中的白蛋白检测就显得尤为重要了。
肾细胞代谢物检测是证明细胞生长良好的一个有效指标。使用白蛋白检测试剂盒(溴甲酚绿比色法)在酶标仪下测定细胞代谢物中的白蛋白含量。如图10所示，检测培养基中原先的白蛋白含量为2.22mg/ml，3天后白蛋白含量为2.353mg/ml，6天后白蛋白含量为2.704mg/ml，9天后白蛋白含量为2.745mg/ml。细胞在第3天和第6天白蛋白代谢量最多，细胞生长状况较好，代谢稳定。
实验例4、肾毒性药物DDP(顺氯氨铂)检测模型
芯片中细胞(fluidic)和静态组细胞(static)如实验例2所述，连续培养24h。之后将配置好的药物DDP(0,10,20,30,40μmol/L)分别通入到芯片中与培养皿中培养24h。24h之后，将CCK-8溶液(CCK-8试剂：有血培养基＝1:10)加入到含有RPTECs的膜中孵育2小时。之后，将具有CCK-8的溶液吸入96孔板(每孔120-150ul)中，并通过酶标仪测量450nm处的波长。
如图12所示，比较了不同浓度的DDP对静态组细胞(static)和芯片中培养的细胞(fluidic) 存活率的影响。由于芯片中流动的环境刺激细胞的生长，芯片上的细胞活力均高于静态组中的。此外，随着药物浓度的增加，细胞活力也不断降低。体现了DDP药物肾毒性与其剂量呈正相关的趋势。从图中可以看出，无DDP药物组中芯片上的细胞活力约为1.55(OD450)，而将DDP浓度增加到40μmol/L时，细胞大量死亡并且它们的细胞活力降低到了0.81 (OD450)。
Claims (10)
1.一种用于细胞培养的微流控芯片，其特征在于，包括芯片层；
所述芯片层的上表面设置有细胞培养室、入口池、入口通道、出口池和出口通道；
所述细胞培养室为设置在芯片层上表面的较大的凹陷区域；
所述入口通道与出口通道均为设置在芯片层上表面的凹槽；
所述入口池和出口池为设置在芯片层上表面的较小的凹陷区域；
所述入口池与入口通道连通，并经所述入口通道与所述细胞培养室相连通；
所述细胞培养室经所述出口通道与所述出口池相连通；
所述入口池用于与新鲜培养基输送管道连接；
所述出口池用于与细胞培养代谢废液排出管道连接。
2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述芯片层包括芯片上层和芯片下层；所述芯片上层的上表面朝下地倒扣在芯片下层上；芯片上层的入口池和出口池均为镂空结构；所述芯片上层还设置有与芯片下层的入口池、出口池位置大小对应的通孔。
3.一种用于细胞共同培养的微流控芯片，包括权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，还包括多孔层，用于分隔开所述芯片层；所述多孔层位于所述芯片上层和芯片下层之间。
4.根据权利要求3所述的微流控芯片，其特征在于，所述芯片层还包括芯片中层；所述芯片中层处于所述芯片上层和芯片下层之间；
所述芯片中层的细胞培养室、入口通道、出口通道、入口池和出口池均为镂空结构；
所述芯片下层与芯片中层之间设有多孔层；
所述芯片中层开设有与芯片下层的入口池、出口池位置大小对应的通孔；
所述芯片上层开设有与芯片中层的入口池、出口池和通孔位置大小对应的通孔。
5.根据权利要求4所述的微流控芯片，其特征在于，在所述芯片上层和芯片下层之间设有多个所述的芯片中层；
其中最靠近芯片下层的芯片中层开设有与芯片下层的入口池、出口池位置大小对应的通孔；其余在该层芯片中层之上的每一层芯片层均开设有与之相邻的下层芯片层的入口池、出口池和通孔位置大小相对应的通孔；
芯片上层的入口池和所有与其它芯片层的入口池对应的通孔都用于与培养基输送管道相连接；
芯片上层的出口池和所有与其它芯片层的出口池对应的通孔都用于与细胞培养代谢废液排出管道连接。
6.根据权利要求3-5任一所述的微流控芯片，其特征在于，所述芯片层两两之间都间隔有多孔层；所述多孔层为具有若干微小通孔的结构层，所述通孔可透过细胞培养基但不透过细胞。
7.根据权利要求6所述的微流控芯片，其特征在于，所述多孔层为多孔聚碳酸酯膜层、生物膜、聚四氟乙烯膜或硝酸纤维素膜等。
8.根据权利要求3-6任一所述的微流控芯片，其特征在于，各芯片层，或，各芯片层和多孔层从下至上叠加形成所述微流控芯片；
各芯片层大小、形状相适配；各芯片层上的细胞培养室的大小、形状、位置相对应，但各芯片层上的入口池、出口池在所述微流控芯片上的轴向位置不重叠。
9.根据权利要求3-8任一所述的微流控芯片，其特征在于，各芯片层两两之间，或各芯片层和多孔层两两之间，边缘均为密封，以确保培养基不从芯片的四周边缘渗漏出。
10.根据权利要求9所述的微流控芯片，其特征在于，所述密封的方式选自下述中的一种或几种：
各芯片层两两之间，或各芯片层和多孔层两两之间，边缘通过热压机热压密封；和/或，
各芯片层两两之间，或各芯片层和多孔层两两之间，边缘通过粘胶或胶带粘贴密封；和/或，
各芯片层两两之间，或各芯片层和多孔层两两之间，边缘通过夹具夹紧固定，用螺丝紧固密封。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810139342X | 2018-02-09 | ||
| CN201810139342 | 2018-02-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109825437A true CN109825437A (zh) | 2019-05-31 |
Family
ID=66860543
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910041257.4A Pending CN109868256A (zh) | 2018-02-09 | 2019-01-16 | 一种肾器官芯片及肾器官药物检测模型 |
| CN201910041695.0A Pending CN109825437A (zh) | 2018-02-09 | 2019-01-16 | 一种用于细胞培养的微流控芯片及培养方法 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910041257.4A Pending CN109868256A (zh) | 2018-02-09 | 2019-01-16 | 一种肾器官芯片及肾器官药物检测模型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (2) | CN109868256A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110423687A (zh) * | 2019-07-10 | 2019-11-08 | 郑州大学 | 一种体外仿生血管芯片及其灌注系统以及操作方法 |
| CN110527618A (zh) * | 2019-08-31 | 2019-12-03 | 重庆大学 | 用于细菌生物膜抑制剂筛选的多功能微流控芯片及检测方法 |
| CN112403542A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-26 | 清华大学 | 定量研究生物被膜的微流控芯片及其制作方法 |
| CN113466172A (zh) * | 2021-05-06 | 2021-10-01 | 江苏大学 | 一种基于谐振波导的植物器官全集成芯片系统与检测方法 |
| CN113493740A (zh) * | 2020-04-03 | 2021-10-12 | 上海新微技术研发中心有限公司 | 一种微流控实验板及细胞共培养方法 |
| CN113528334A (zh) * | 2020-04-14 | 2021-10-22 | 上海新微技术研发中心有限公司 | 一种微流控实验板及细胞培养方法 |
| CN116064236A (zh) * | 2023-04-06 | 2023-05-05 | 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院 | 一种多通道微流控芯片及应用 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111349562A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-06-30 | 苏州济研生物医药科技有限公司 | 一种可调节氧气浓度的器官芯片培养盒及其使用方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008079320A1 (en) * | 2006-12-22 | 2008-07-03 | The Regents Of The University Of California | Microfluidic platform for cell culture and assay |
| CN102728422A (zh) * | 2012-06-11 | 2012-10-17 | 清华大学 | 微流控芯片装置及其应用 |
| CN103981096A (zh) * | 2014-05-27 | 2014-08-13 | 东南大学 | 一种两层细胞培养体系器官芯片及其制备方法 |
| CN105420106A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-03-23 | 大连医科大学附属第一医院 | 仿生肾小球芯片以及由其组成的芯片组 |
| CN106807456A (zh) * | 2015-12-01 | 2017-06-09 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种基于微流控技术的多层Transwell芯片制备方法 |
| CN107312713A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-11-03 | 中科芯瑞(苏州)生物科技有限公司 | 一种微流控芯片及其应用 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2014386209B2 (en) * | 2013-12-20 | 2021-03-11 | President And Fellows Of Harvard College | Low shear microfluidic devices and methods of use and manufacturing thereof |
| CN205188310U (zh) * | 2015-11-23 | 2016-04-27 | 大连医科大学附属第一医院 | 仿生肾小球芯片以及由其组成的芯片组 |
-
2019
- 2019-01-16 CN CN201910041257.4A patent/CN109868256A/zh active Pending
- 2019-01-16 CN CN201910041695.0A patent/CN109825437A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008079320A1 (en) * | 2006-12-22 | 2008-07-03 | The Regents Of The University Of California | Microfluidic platform for cell culture and assay |
| CN102728422A (zh) * | 2012-06-11 | 2012-10-17 | 清华大学 | 微流控芯片装置及其应用 |
| CN103981096A (zh) * | 2014-05-27 | 2014-08-13 | 东南大学 | 一种两层细胞培养体系器官芯片及其制备方法 |
| CN105420106A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-03-23 | 大连医科大学附属第一医院 | 仿生肾小球芯片以及由其组成的芯片组 |
| CN106807456A (zh) * | 2015-12-01 | 2017-06-09 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种基于微流控技术的多层Transwell芯片制备方法 |
| CN107312713A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-11-03 | 中科芯瑞(苏州)生物科技有限公司 | 一种微流控芯片及其应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王家斌: "《聚合物整体柱的制备、功能化与应用》", 31 December 2017 * |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110423687A (zh) * | 2019-07-10 | 2019-11-08 | 郑州大学 | 一种体外仿生血管芯片及其灌注系统以及操作方法 |
| CN110527618A (zh) * | 2019-08-31 | 2019-12-03 | 重庆大学 | 用于细菌生物膜抑制剂筛选的多功能微流控芯片及检测方法 |
| CN113493740A (zh) * | 2020-04-03 | 2021-10-12 | 上海新微技术研发中心有限公司 | 一种微流控实验板及细胞共培养方法 |
| CN113528334A (zh) * | 2020-04-14 | 2021-10-22 | 上海新微技术研发中心有限公司 | 一种微流控实验板及细胞培养方法 |
| CN112403542A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-26 | 清华大学 | 定量研究生物被膜的微流控芯片及其制作方法 |
| CN112403542B (zh) * | 2020-11-05 | 2021-09-28 | 清华大学 | 定量研究生物被膜的微流控芯片及其制作方法 |
| CN113466172A (zh) * | 2021-05-06 | 2021-10-01 | 江苏大学 | 一种基于谐振波导的植物器官全集成芯片系统与检测方法 |
| CN113466172B (zh) * | 2021-05-06 | 2022-11-18 | 江苏大学 | 一种基于谐振波导的植物器官全集成芯片系统与检测方法 |
| CN116064236A (zh) * | 2023-04-06 | 2023-05-05 | 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院 | 一种多通道微流控芯片及应用 |
| CN116064236B (zh) * | 2023-04-06 | 2023-06-20 | 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院 | 一种多通道微流控芯片及应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109868256A (zh) | 2019-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109825437A (zh) | 一种用于细胞培养的微流控芯片及培养方法 | |
| Varone et al. | A novel organ-chip system emulates three-dimensional architecture of the human epithelia and the mechanical forces acting on it | |
| US8748180B2 (en) | Microfluidic device for pharmacokinetic-pharmacodynamic study of drugs and uses thereof | |
| Phan et al. | A vascularized and perfused organ-on-a-chip platform for large-scale drug screening applications | |
| Moya et al. | In vitro perfused human capillary networks | |
| US10481150B2 (en) | Microfluidic device for cell-based assays | |
| CN103981096B (zh) | 一种两层细胞培养体系器官芯片及其制备方法 | |
| CN112680348B (zh) | 基于器官芯片的器官模型构建方法及器官模型 | |
| CN106581761B (zh) | 一种人工肝脏组织及其制作方法 | |
| CN102124096A (zh) | 具有微通道的器官模仿装置及其使用和制造方法 | |
| CN114276930B (zh) | 气液培养式器官芯片及其应用 | |
| JP6626884B2 (ja) | 細胞層のインビトロ産生および培養デバイスのための半製品、および細胞層のインビトロ産生および培養デバイス | |
| CN116445285B (zh) | 一种类器官共培养芯片、构建方法及共培养方法 | |
| JP2017501745A (ja) | 体外での複雑な生体組織の再構成のための流体デバイスおよび灌流システム | |
| RU171690U1 (ru) | Микрофлюидный чип для создания клеточных моделей органов млекопитающих | |
| US20230011168A1 (en) | Bio-Chips and Production Method Thereof | |
| CN109837237A (zh) | 一种基于硝酸纤维素基底膜的微流控肠芯片及其应用 | |
| CN220166205U (zh) | 一种类器官共培养芯片 | |
| Yue et al. | A Vascularized Multilayer Chip Reveals Shear Stress-Induced Angiogenesis in Diverse Fluid Conditions | |
| CN109906267A (zh) | 微型生物反应器组件 | |
| Esch et al. | Promises, challenges and future directions of μCCAs | |
| KR20190017520A (ko) | 다수의 직류 배양기를 활용한 이중 관류 기반의 생체모사형 타액선 선세포 및 도관 세포의 동시 배양 장치 및 시스템 | |
| US20210054319A1 (en) | Flow bioreactor device for monitoring cellular dynamics | |
| CN205473829U (zh) | 细胞培养和细胞间相互作用的共培养装置 | |
| CN208378906U (zh) | 一种细胞共培养装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190531 |