[发明专利]一种用于观测细胞迁移的大序列芯片及其制作和使用方法

说明书

本发明提供了一种用于观测细胞迁移的大序列芯片，包括：加电部分，依次包括负电极底座、负电极阵列、绝缘层以及正电极，其中，负电极阵列包括多个加电小柱；芯片部分，依次包括小室层、SiO₂镀膜层、正电极层以及基底，其中，小室层为多孔板状结构，在多孔板的每一孔的中心，SiO₂镀膜层设有通孔，通孔贯通至正电极层，在硫醇溶液中浸泡芯片，以使通孔内的正电极层表面生成PEG膜。另外本发明还提供了一种大序列芯片的制作和使用方法。通过将芯片部分的电极一体化使得键合在其上的每一小室中的电压相同，通过加电小柱后每一小室中的去硫醇化效果相同，减少实验误差，同时芯片电极不局限于金或铂，凡是能导电且能和硫醇反应的材料均可作为芯片电极。

技术领域

本发明属于细胞迁移技术领域，尤其涉及一种用于观测细胞迁移的大序列芯片及其制作和使用方法。

背景技术

细胞迁移技术广泛应用于组织器官生成、组织损伤修复等众多领域中，细胞迁移功能失调会导致肿瘤细胞侵袭或转移等后果，因此通过促进或抑制细胞迁移可影响某些疾病的转移和发展，因此研究细胞的迁移具有重要意义。常用的测定细胞迁移的方法有细胞趋化小室法(Boyden Chamber)以及划痕法，前者主要由上、下两室组成，该结构难以观测细胞迁移的中间过程，后者则依靠移液枪头在融合细胞上人为划出一道划痕，每次实验的一致性差，判断细胞的迁移能力误差较大。进一步的技术发展中，提出了一种微流控芯片，利用微流控技术可实现精准的平面划痕，解决了上述两种传统方法的缺陷，但这种方法通量普遍较低或无法与现有的细胞实验室友好对接，2015年出现了一种大序列细胞划痕迁移的微流控芯片，首次实现传统技术与微流控技术的结合，该技术利用金(Au)和一种带聚乙醇长链(PEG)功能基团的硫醇分子反应，在金表面形成抗细胞吸附的功能层。接种细胞后，细胞不会在该功能层贴壁生长，而只会在该功能层以外的部分贴壁生长。之后通过给金电极加电的方法去掉硫醇分子，使Au表面又可以让细胞贴壁生长，进而形成细胞划痕。这种方法除了实现精准的平面划痕，也解决了前面两种微流控方法的缺陷，本方法通量高且可与现有的传统细胞实验室友好对接，可以广泛应用到现有的细胞研究实验中。

在采用该微流控芯片的过程中发现，一方面现有的加电微流控芯片中每行孔内电极为串联，中间通过细长的金属电极连接，这种电极排布方法的设计使同一行每一孔内电压分布不均匀，导致每个孔的去硫醇的效果有很大的区别，进而增大了实验误差；另一方面现有加电微流控芯片采用金和铂金两种电极，制作工艺复杂且成本较大。

发明内容

(一)要解决的技术问题

通过本发明的用于观测细胞迁移的大序列芯片及其制作和使用方法，至少解决小室层中每小室中电压分布不均、芯片材料限制的技术问题。

(二)技术方案

本发明一方面提供了一种用于观测细胞迁移的大序列芯片，包括：加电部分，依次包括负电极底座、负电极阵列、绝缘层以及正电极，其中，负电极阵列包括多个加电小柱，多个加电小柱设于负电极底座上，正电极为环形结构，设于负电极阵列的外围，绝缘层设于负电极底座与正电极之间，正电极与电源的正极相连，负电极底座与电源的负极相连；芯片部分，依次包括小室层、SiO₂镀膜层、正电极层以及基底，其中，小室层为多孔板状结构，在多孔板的每一孔的中心，SiO₂镀膜层设有通孔，通孔贯通至正电极层，在硫醇溶液中浸泡芯片，以使通孔内的正电极层表面生成PEG膜；其中，加电部分与芯片部分配合时，加电小柱设于多孔板的每个孔的中心内，且加电小柱的几何中心与通孔的几何中心重合。

可选地，负电极底座以及负电极阵列的材料为金属铜，小室层的材料为聚二甲基硅氧烷。

可选地，加电部分的加电小柱的数量与芯片部分的小室层中孔的数量相同。

可选地，正电极层的材料为导电材料且与硫醇反应。