一种可视化Transwell芯片及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201510869796.9 | 申请日 | 2015-12-01 | 公开(公告)号 | CN106811414A | 公开(公告)日 | 2017-06-09 |
| 申请人 | 中国科学院大连化学物理研究所; | 发明人 | 秦建华; 尹方超; 李中玉; 郭雅琼; | ||||
| 摘要 | 一种 可视化 Transwell芯片及其制备方法，特别针对载有多孔滤膜的具有复杂通道结构的微流控芯片。该微流控芯片主要由有视窗的顶层芯片、多孔滤膜、底层 芯片组 成，使用多孔滤膜通过不可逆封接带有视窗设计的顶层芯片的下表面，多孔滤膜通过PDMS粘合下连底层芯片的上表面。该微流控芯片同时具有Transwell小室和微流控芯片的功能，通过视窗可以直接观察底层芯片，可应用于药物代谢、细胞侵袭等 生物 学研究。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种可视化Transwell芯片，其特征在于：该微流控芯片主要由有观察窗的顶层芯片、多孔滤膜、底层芯片组成。 |
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| 说明书全文 | 一种可视化Transwell芯片及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及微流控芯片制备的领域，具体涉及一种可视化Transwell芯片及其制备方法。 背景技术[0002] Transwell实验技术，传统方法是将Transwell小室放入培养板中，小室内称上室，培养板内称下室，上室内盛装上层培养液，下室内盛装下层培养液，上下层培养液以聚碳酸酯膜相隔。我们将细胞种在上室内，由于聚碳酸酯膜有通透性，下层培养液中的成分可以影响到上室内的细胞，从而可以研究下层培养液中的成分对细胞生长、运动等的影响。但Transwell实验因为中间膜材料的性质限制，无法直接观察下层的现象，只能通过荧光进行观察，限制了它的应用。 [0003] 微流控芯片实验室又称芯片实验室或微流控芯片，指的是把生物和化学等领域中所涉及的样品制备、反应、分离、检测、细胞培养、分选、裂解等基本操作单元集成或基本集成到一块几平方厘米(甚至更小)的芯片上，由微通道形成网络，以可控流体贯穿整个系统，用以取代常规化学或生物实验室的各种功能的一种技术。微流控芯片技术作为一门迅速发展起来的科学技术，已经在生物医学领域展现了其独特的优势，更因其同细胞尺寸匹配、环境同生理环境相近、在时间和空间维度上能够提供更为精确的操控，易于通过灵活设计实现多种细胞功能研究等特点而成为新一代生物仿生和细胞研究的重要平台。但微流控芯片又难以实现Transwell实验的功能，在药物代谢、细胞侵袭等研究中受到了极大的限制。 [0004] 目前，还没有可以直接实时观察Transwell小室下方现象的方法，利用可视化的Transwell芯片进行相关研究分析，还处于空白阶段，如能实现在生物学研究及医药研发中具有极大的应用前景。 发明内容[0005] 本发明的目的是提供一种可视化Transwell芯片及其制备方法，制得的微流控芯片同时具有Transwell小室和微流控芯片的功能优势，可以直接观察底层芯片，可应用于药物代谢、细胞侵袭等生物学研究。 [0006] 本发明提供了一种可视化Transwell芯片，该微流控芯片主要由有视窗的顶层芯片、多孔滤膜、底层芯片组成。 [0007] 所述顶层芯片设计有视窗，视窗位置可以在多孔滤膜区域里，也可在多孔滤膜区域外。 [0008] 可以通过视窗对底层芯片进行实时观察。 [0009] 一种可视化Transwell芯片的制备方法，按照以下步骤进行：多孔滤膜通过不可逆封接顶层芯片的下表面，多孔滤膜通过PDMS粘合下连底层芯片的上表面。 [0011] 所述微流控芯片的顶层芯片的下表面和多孔滤膜为不可逆封接，底层芯片的上表面和多孔滤膜为PDMS粘合。 [0013] 所述PDMS粘合方法为使用单体与引发剂比例为20:1的PDMS聚合物，在玻璃片上甩10um-50um厚，芯片上表面蘸取PDMS后，与已不可逆封接有上层芯片的多孔滤膜对齐封接，放入80度烘箱，加热30分钟。 [0014] 所述视窗位置在多孔滤膜里时，视窗为柱形结构，较视窗面积略小去除视窗位置的多孔滤膜，使用PDMS将视窗柱与多孔滤膜粘合。 [0015] 所述视窗位置在多孔滤膜区域外时，下层芯片通道结构试剂应延长至多孔滤膜区域外，与视窗位置重合。 [0016] 本发明提供的基于微流控技术的Transwell芯片，可在不同层芯片根据实验设计接种不同细胞。 [0018] 图1本发明微流控芯片a的示意图，左边为实物图，右边为剖面结构示意图； [0019] 图2本发明微流控芯片b的示意图，左边为实物图，右边为剖面结构示意图； [0020] 1顶层芯片，2多孔滤膜，3底层芯片，4观察窗，5观察区,6底层芯片通道，7顶层芯片通道。, [0021] 图3本发明微流控芯片显微镜下细胞观察图，(a)观察区的明场照片，(b)通过观察区对底层芯片中的细胞的明场照片。 具体实施方式[0022] 下面的实施例将对本发明予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。 [0023] 实施例1 [0024] 可视化芯片制作 [0025] 由于顶层芯片1和底层芯片3为透明的PDMS芯片，而多孔滤膜2是不透明的，所以取多孔滤膜2在预定的位置处进行打孔作为观察窗4，以便从多孔滤膜2的观察窗4处观察底层芯片通道6中的细胞状态。将多孔滤膜2置于玻璃片上进行紫外活化1小时，然后，用硅烷化处理30分钟，多孔滤膜2与顶层芯片1一同进行不可逆的氧等离子封接后，置于80度烘箱中加热30分钟。使用单体与引发剂比例为20:1的PDMS聚合物，在玻璃片上甩10um-50um厚的薄膜，将底层芯片3的上表面进行氧等离子的处理后，蘸取薄PDMS，与封接有顶层芯片1的多孔滤膜2对齐粘合，置于80度烘箱中加热，30分钟固化完全。将封接好的芯片从烘箱中拿出后，切成需要的尺寸，如图2所示。 [0026] 实施例2 [0027] 可视化芯片制作 [0028] 由于顶层芯片1和底层芯片3为透明的PDMS芯片，而多孔滤膜2是不透明的，为了观察底层芯片通道6中的细胞状态，将多孔滤膜2在预定的位置处切除，作为观察区5。将多孔滤膜2切成合适的尺寸后，置于玻璃片上紫外活化1小时，用硅烷化处理30分钟，与顶层芯片1一同进行氧等离子封接，置于80度烘箱中加热30分钟。使用单体与引发剂比例为20:1的PDMS聚合物，在玻璃片上甩10um-50um厚的薄膜，将底层芯片3的上表面进行氧等离子的处理后，蘸取薄PDMS，与封接有顶层芯片1的多孔滤膜2对齐粘合，置于80度烘箱中加热，30分钟固化完全。将封接好的芯片从烘箱中拿出后，切成需要的尺寸。如图1所示。 [0029] 实施例3 [0030] 可视化芯片应用 [0031] 将芯片放在培养皿中，紫外灭菌2h，用移液枪分别从底层芯片通道6和顶层芯片通道7入口处加入细胞培养基，使培养基充满整个底层芯片通道6和顶层芯片通道7。将培养瓶中的HePG2细胞用胰酶进行消化，细胞从壁上脱落后，终止消化，将培养瓶中的细胞悬液吸入离心管中进行离心，离心后，吸走上清液扔掉，加入新的培养基使细胞重悬，用移液枪吸取细胞悬液，从底层芯片通道6入口处加入，从液体出口处吸走对应体积的培养基，进行置换，重复三次后，可认为底层芯片通道6中已充满细胞悬液，在培养皿中加入培养基，减少芯片中培养基的挥发。将培养皿放在37℃的培养箱中保持静止，使细胞贴壁。12h后将培养皿拿出，在显微镜下通过观察区5观察的细胞状态，并拍照，如图3所示。 |
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