[发明专利]一种用于抗肿瘤药物筛选的高通量3D细胞阻抗传感器及检测方法

权利要求书

1.一种用于抗肿瘤药物筛选的高通量3D细胞阻抗传感器，其特征在于，该传感器的传感单元以玻璃作为传感器基底，在基底上固定有一对垂直竖立且正对放置的金对电极，其通过激光精密切割获得并物理弯折90°得到，金电极厚度为100μm，边长为2mm×5mm的长方形结构，长边与基底平行并通过物理弯折成90°的结构，一端为2mm×1mm，另一端为2mm×4mm，其中，2mm×1mm的金电极作为工作电极，2mm×4mm的金电极作为引线，垂直金对电极的间距为6mm；金对电极背面与培养腔内壁固定连接，培养腔固定在基底上，PCB板上固定若干个传感单元，采用导电银胶对传感单元和PCB转接板上的焊盘进行电气连接；3D培养的肿瘤细胞接种在培养腔内，与垂直金对电极接触，待分散细胞聚团生长具有稳定3D结构后，将待测药物加入至细胞培养腔中，实时监测3D肿瘤细胞阻抗指标的变化率。

2.根据权利要求1所述的一种用于抗肿瘤药物筛选的高通量3D细胞阻抗传感器，其特征在于，该高通量3D细胞阻抗传感器是一种8通道的3D阻抗传感器芯片，用于实时监测3D细胞的活性；每个块芯片含有8个独立的3D阻抗传感单元，可以同时对8个样品进行动态分析，所述传感芯片的每个传感单元由1对正对的垂直金电极、玻璃基底和横截面为正方环形的聚对苯二甲酸乙酯培养腔组成；通过激光切割获取合适大小的金电极，将金电极弯折成90°；然后将弯折后的金电极一端粘附在PET培养腔的内表面，另一端粘附在玻璃基底上形成垂直金电极结构，并且保证金电极对是平行正对放置；玻璃基底选择的是康宁7740玻璃；金电极采用的是激光切割的金箔片，采用覆盖性更好的导电银胶对3D阻抗传感单元和PCB转接板上的焊盘进行电气连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于抗肿瘤药物筛选的高通量3D细胞阻抗传感器，其特征在于，所述基底的厚度为0.5mm；培养腔腔体高度为10mm，外边长为10mm×10mm，腔壁厚度为2mm。

4.一种如权利要求1所述的用于抗肿瘤药物筛选的高通量3D细胞阻抗传感器的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)选用厚度为100μm的金片作为金电极，将金电极切割成2mm×5mm的长方形，采用物理弯折法将金电极弯折成90°的结构，一端为2mm×1mm，另一端为2mm×4mm；垂直金对电极的间距为6mm；

(2)将弯折后的金电极粘合于培养腔内表面，腔壁上2mm×1mm的金电极作为工作电极；

(3)将腔体粘合在厚度为500μm的玻璃基底上构成3D阻抗传感单元，基底上的2mm×4mm的金电极作为引线；

(4)将装配好的若干个3D阻抗传感单元粘合在PCB板上；将金电极与PCB板进行电气连接构成多通道3D细胞阻抗传感器。

5.一种应用权利要求1所述的高通量3D细胞阻抗传感器检测抗肿瘤药物有效性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)3D肿瘤细胞培养：将肝癌细胞培养成3D细胞，并将入到多通道3D阻抗传感器的细胞培养腔中；

(2)3D细胞阻抗监测及抗肿瘤药物有效性分析：将3D细胞阻抗传感器与阻抗分析仪进行连接，进行阻抗值连续监测；通过阻抗变化率算法算出3D细胞的阻抗变化率作为细胞指数(CI)衡量3D细胞活性，再根据CI值和检测时间画图得出3D细胞生长曲线；当3D细胞达到生长平台期后，加入不同浓度抗肿瘤药物，观察加药之后3D细胞CI值随时间的变化，以此衡量抗肿瘤药物对于3D培养的肿瘤细胞的有效性。