[发明专利]用于细胞培养的微流控芯片、动态培养装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及微全分析系统的生物医学应用技术领域，特别是涉及用于细胞培养的微流控芯片、动态培养装置及方法。

背景技术

如今胚胎细胞体外培养技术在生物医学技术领域的应用非常广泛，并且成为关键技术。利用普通的培养皿、培养瓶等进行细胞体外培养，仅能为胚胎细胞提供一个静态的、二维的体外生长环境，与胚胎细胞在动物体内的生长环境差别很大。这类培养装置常常会改变细胞的生长速率、功能、形态等特性，致使体外受精的胚胎细胞在后续培养过程中发育率很低。

胚胎细胞在体内发育、成长期间会受到输卵管的挤压、摩擦、人体内电磁环境，以及输卵管液流的冲击影响；胚胎细胞在发育、成长期间需要流动的营养液提供营养物质并带走胚胎分泌物，同时还有来自子宫蠕动所产生的机械力的刺激。而这些液流冲击、营养物质输送与分泌物排出、机械力刺激、电磁环境是普通培养装置无法提供的。

专利CN102876573A介绍了一种哺乳动物胚胎体外培养器，通过设置在培养室内带磁片的膜片的震动，带动培养室内的培养液、矿物油运动，模拟胚胎在哺乳动物体内显微环境条件下生长发育，刺激胚胎，使胚胎处于动态的、微观的、三维的生长环境。专利CN202786260U把可调角度及速度的摇摆电机的动力传输轴与放置有胚胎培养皿的载物台连接，通过摇摆电机带动载物台、胚胎培养器一起摇摆，使胚胎处于动态的培养状态。这两种方法都无法及时更新及控制流经胚胎细胞的培养液，排除分泌物，为胚胎细胞提供更简单高效的培养环境。

发明内容

本发明目的在于提出一种用于细胞培养的微流控芯片、胚胎细胞体外动态培养装置及培养方法，用于解决普通培养皿、培养瓶以及一般动态培养装置进行胚胎细胞体外培养时无法提供模拟子宫内环境，导致胚胎细胞成活率低，无法实现胚胎细胞体外简单、高效的培养问题。

为此，本发明提出一种用于细胞培养的微流控芯片，包括芯片入口、芯片出口、通道和细胞捕获结构，所述细胞捕获结构包括多个细胞捕获单元，所述通道包括相互连通的第一通道和第二通道，所述第一通道分别通过第一连通区域和第二连通区域与所述第二通道连通，所述细胞捕获单元包括细胞捕获单元入口和细胞捕获单元出口，所述细胞捕获单元入口位于所述第一通道一侧，所述细胞捕获单元出口位于所述第二通道一侧，所述细胞捕获单元出口形成所述第二连通区域。

优选地，所述多个细胞捕获单元沿液体流动方向依次排列在芯片入口与所述第一连通区域之间。

优选地，所述细胞捕获单元的形状为凹弧形。

本发明还提出了一种基于微流控芯片的胚胎细胞体外动态培养装置，包括上述的微流控芯片，以及营养池、出口储液池和实验台，所述实验台用于承载所述微流控芯片，所述微流控芯片用于承载所述出口储液池；

所述实验台包括载物台、支撑柱和高度调节装置，所述载物台和所述支撑柱通过所述高度调节装置连接，所述营养池置于所述载物台上，所述出口储液池置于所述芯片出口的上方，所述高度调节装置用于调节所述营养池相对于所述出口储液池的高度。

优选地，所述高度调节装置为高度调节螺母。

优选地，所述营养池和所述出口储液池上端有可拆分的细菌过滤膜，用于细胞生长过程中气体交换时的细菌过滤。

优选地，所述口储液池是塑料管。

本发明还提出了一种利用上述培养装置的培养方法，包括步骤：

S1、所述营养池中加入细胞溶液，所述出口储液池置空，所述营养池和所述出口储液池中的液面差驱动溶液在所述微流控芯片中流动，所述细胞捕获单元捕获单个细胞；

S2、在所述出口储液池中加入培养液并调节所述高度调节装置，使所述营养池和所述出口储液池中的液面持平，将胚胎细胞体外动态培养装置转移到培养箱中培养设定时间；

S3、去除营养池和所述出口储液池中的培养液，清空所述出口储液池，在营养池中重新加入设定量的培养液；

S4、通过控制所述高度调节装置在所述支撑柱上的位置调节所述营养池和所述出口储液池中的液面差，改变所述微流控芯片内的液流速度，以满足适合细胞生长。

优选地，在步骤S4中，还包括将所述微流控芯片置于显微镜下，观察细胞的实时生成情况。

本发明与现有技术相比，新的营养物质、生长因子等源源不断的提供给胚胎细胞的同时也带走了胚胎细胞的分泌物，同时流动能使胚胎细胞的分泌物易于扩散，细胞和营养物质、生长因子充分接触。

附图说明

图1是本发明具体实施方式一的各部分的总体连接关系示意图；