專(zhuān)利名稱(chēng)：高通量生物材料篩選微流控芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種生物芯片，具體講是一種高通量生物材料篩選微流控芯片。技術(shù)背景具有組織誘導(dǎo)功能的生物材料已成為當(dāng)代生物材料領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，其核心是通過(guò)材料自身優(yōu)化設(shè)計(jì)，誘導(dǎo)體內(nèi)干細(xì)胞定向分化。篩選最適合的生物材料，傳統(tǒng)的方法主要通過(guò)材料與細(xì)胞共培養(yǎng)，利用細(xì)胞形態(tài)變化、增殖速率以及借助生化手段分析大量經(jīng)消化處理的細(xì)胞裂解液，或是通過(guò)免疫熒光技術(shù)觀(guān)察被固定細(xì)胞的一些功能蛋白，來(lái)間接地測(cè)試與評(píng)價(jià)材料對(duì)細(xì)胞行為的影響。這種方法存在效率低下，可控性差等問(wèn)題，并且間接的檢測(cè)結(jié)果很難反應(yīng)真實(shí)的細(xì)胞變化?，F(xiàn)階段，微流控芯片在生物學(xué)最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一就是細(xì)胞生物學(xué)。微流控芯片研究的對(duì)象是活細(xì)胞，可直接觀(guān)察實(shí)驗(yàn)條件下的細(xì)胞變化，是普通蛋白或者基因芯片無(wú)法替代的。因此，需要一種實(shí)時(shí)檢測(cè)活細(xì)胞在生物材料的行為的微流控檢測(cè)芯片，以高效地篩選生物材料。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低且能夠?qū)崿F(xiàn)在一塊芯片上同時(shí)檢測(cè)細(xì)胞整體形態(tài)及細(xì)胞內(nèi)標(biāo)記蛋白活性在不同生物材料作用下的變化，實(shí)時(shí)監(jiān)控生物材料對(duì)真實(shí)細(xì)胞的作用效果，提高檢測(cè)準(zhǔn)確率和檢測(cè)效率，達(dá)到生物材料篩選的目的。為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種高通量生物材料篩選微流控芯片，包括基片和微流控檢測(cè)裝置兩部分，其特征在于:微流控檢測(cè)裝置貼附于基片上，微流控檢測(cè)裝置有一個(gè)細(xì)胞進(jìn)樣元件，由其引出2條以上的通道，每條通道連通著一個(gè)質(zhì)粒轉(zhuǎn)染元件，質(zhì)粒轉(zhuǎn)染元件的出口又與蛇形管道相通；蛇形通道出口分出2條以上的通道，每條通道連通著一個(gè)細(xì)胞捕獲元件,每個(gè)細(xì)胞捕獲元件和生化試劑及生長(zhǎng)因子加載元件相互連通；細(xì)胞捕獲元件的最終出口與廢液池相連通。上述技術(shù)方案中，所述生化試劑及生長(zhǎng)因子加載元件進(jìn)口處設(shè)有單向驅(qū)動(dòng)微閥。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選實(shí)施例，所述細(xì)胞捕獲元件下面的基片上，事先噴涂有需要被檢測(cè)的生物材料。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選實(shí)施例，所述微流控檢測(cè)裝置的元件與裝置均由光刻技術(shù)實(shí)現(xiàn)，均為PDMS材料,PDMS:聚二甲基娃氧燒PDMS(polydimethylsiloxane),是一種廣泛應(yīng)用于微流控等領(lǐng)域的聚合物材料。它成本低，使用簡(jiǎn)單，同硅片之間具有良好的粘附性。生物材料由采用機(jī)械手精確噴涂的方式分區(qū)域包被到基片上；基片由透明材料制作。由于上述細(xì)胞捕獲元件可以捕獲不同的細(xì)胞，因此在其下面的待檢測(cè)生物材料，就可以同時(shí)檢測(cè)多種細(xì)胞對(duì)它的相容性。同時(shí)，一個(gè)芯片上有多個(gè)細(xì)胞捕獲元件，在其下面可以噴涂多種生物材料，因此還可以實(shí)現(xiàn)在一塊芯片上同時(shí)檢測(cè)多種生物材料的細(xì)胞相容性與組織誘導(dǎo)效果。[0010]本實(shí)用新型的最主要效果是:由于在同一芯片上組裝有細(xì)胞分選元件、細(xì)胞捕獲元件和質(zhì)粒轉(zhuǎn)染元件，在檢測(cè)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)在一塊芯片上同時(shí)檢測(cè)不同生物材料作用下，細(xì)胞整體形態(tài)及細(xì)胞內(nèi)標(biāo)記蛋白活性的變化，監(jiān)控生物材料對(duì)真實(shí)細(xì)胞的作用效果，大大降低檢測(cè)成本，提高檢測(cè)準(zhǔn)確率和檢測(cè)效率，達(dá)到生物材料篩選的目的。

圖1為本實(shí)用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型從底部基片側(cè)視的生物材料噴涂局部示意圖。圖中:1.基片；2.微流控檢測(cè)裝置；3.細(xì)胞進(jìn)樣元件；4.通道；5.質(zhì)粒轉(zhuǎn)染元件；
6.蛇形通道；7.單向驅(qū)動(dòng)微閥；8.生化試劑及生長(zhǎng)因子加載元件；9.細(xì)胞捕獲元件；10.廢液池；11.生物材料；12.與11不同的另一種生物材料。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。參見(jiàn)圖1至圖2:所示的高通量生物材料篩選微流控芯片，首先將需要篩選的不同生物材料11、12采用機(jī)械手精確噴涂的方式分區(qū)域包被到芯片基片I上。將評(píng)價(jià)生物材料用的干細(xì)胞通過(guò)微流控檢測(cè)裝置2的細(xì)胞進(jìn)樣元件3加入到芯片上；細(xì)胞經(jīng)過(guò)通道4進(jìn)入質(zhì)粒轉(zhuǎn)染元件5,將評(píng)價(jià)干細(xì)胞誘導(dǎo)效果的突光生物探針轉(zhuǎn)染進(jìn)入干細(xì)胞內(nèi)，再讓細(xì)胞經(jīng)過(guò)蛇形通道6排列為單個(gè)線(xiàn)性流動(dòng)，進(jìn)入細(xì)胞捕獲元件9捕獲單個(gè)細(xì)胞；用單向驅(qū)動(dòng)微閥7通過(guò)生化試劑及生長(zhǎng)因子加載元件8加入細(xì)胞生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)液，使其粘附生長(zhǎng)，孵育足夠時(shí)間。將高通量生物材料篩選微流控芯片放置到顯微鏡檢測(cè)系統(tǒng)下，用熒光CCD采集細(xì)胞內(nèi)不同波長(zhǎng)熒光，自動(dòng)計(jì)算熒光效率。根據(jù)不同探針的熒光效率檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)特定蛋白的活性變化，判定出不同生物材料對(duì)干細(xì)胞誘導(dǎo)的實(shí)際作用效果。最后廢液流入廢液池10收集處理。
權(quán)利要求1.一種高通量生物材料篩選微流控芯片，包括基片(I)和微流控檢測(cè)裝置(2)兩部分，其特征在于:微流控檢測(cè)裝置(2)貼附于基片(I)上，微流控檢測(cè)裝置(2)有一個(gè)細(xì)胞進(jìn)樣元件(3)，由其引出2條以上的通道(4)，每條通道(4)連通著一個(gè)質(zhì)粒轉(zhuǎn)染元件(5)，質(zhì)粒轉(zhuǎn)染元件(5)的出口又與蛇形管道(6)相通；蛇形通道(6)出口分出2條以上的通道，每條通道連通著一個(gè)細(xì)胞捕獲元件(9)，每個(gè)細(xì)胞捕獲元件(9)和生化試劑及生長(zhǎng)因子加載元件⑶相互連通；細(xì)胞捕獲元件(9)的最終出口與廢液池(10)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高通量生物材料篩選微流控芯片，其特征在于:所述生化試劑及生長(zhǎng)因子加載元件(8)進(jìn)口處設(shè)有單向驅(qū)動(dòng)微閥(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高通量生物材料篩選微流控芯片，其特征在于:所述細(xì)胞捕獲元件(9)下面的基片(I)上，事先噴涂有需要被檢測(cè)的生物材料(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高通量生物材料篩選微流控芯片，其特征在于:所述微流控檢測(cè)裝置(2)的元件與裝置均由光刻技術(shù)實(shí)現(xiàn)，均為PDMS材料；生物材料(11)由采用機(jī)械手精確噴涂的方式分區(qū)域包被到基片(I)上；基片(I)由透明材料制作。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種高通量生物材料篩選微流控芯片，其特征在于微流控檢測(cè)裝置貼附于基片上，微流控檢測(cè)裝置有一個(gè)細(xì)胞進(jìn)樣元件，由其引出2條以上的通道，每條通道連通著一個(gè)質(zhì)粒轉(zhuǎn)染元件，質(zhì)粒轉(zhuǎn)染元件的出口又與蛇形管道相通；蛇形通道出口分出2條以上的通道，每條通道連通著一個(gè)細(xì)胞捕獲元件，每個(gè)細(xì)胞捕獲元件和生化試劑及生長(zhǎng)因子加載元件相互連通。本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)在一塊芯片上，同時(shí)檢測(cè)不同生物材料作用下的細(xì)胞整體形態(tài)及細(xì)胞內(nèi)標(biāo)記蛋白活性的變化，監(jiān)控生物材料對(duì)真實(shí)細(xì)胞的作用效果，大大降低檢測(cè)成本，提高檢測(cè)準(zhǔn)確率和檢測(cè)效率，達(dá)到生物材料篩選的目的。
文檔編號(hào)C12M1/00GK202912943SQ20122056000
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者廖曉玲, 劉波, 徐文峰 申請(qǐng)人:重慶科技學(xué)院