[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

说明书

本发明公开了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。本发明首先制作高通量3D细胞阻抗传感器；对肿瘤细胞进行3D培养；将3D培养的肿瘤细胞接种至3D细胞阻抗传感器芯片内，由于包裹3D细胞的基质胶不导电，传感器初始阻抗值会非常大，基质胶中混入细胞后会使整体阻抗值下降，随着细胞增殖3D细胞的数目增加使得整体阻抗值进一步下降，当抗肿瘤药物作用于3D细胞之后会引起细胞凋亡从而导致整体阻抗值再次上升，通过计算3D细胞的阻抗值变化率可以实现实时监测3D细胞对于抗肿瘤药物的反应。本发明构建的高通量3D细胞阻抗传感器可以实时同步地对多个培养腔内的3D细胞进行活性监测，进而分析不同种抗肿瘤药物的有效性。

技术领域

本发明涉及一种抗肿瘤药物筛选的检测技术，尤其涉及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。

背景技术

传统细胞水平的抗肿瘤药物筛选具有速度快、成本低、通量高等优点。但随着对于药物筛选准确率要求的日益提高，越来越多的科学家开始采用3D细胞作为药物筛选对象。3D细胞相较于2D细胞具有更贴近人体内部细胞的结构和功能，可以更好地在体外模拟在体的情况。目前，基于3D细胞的药物筛选主要通过共聚焦显微镜分析细胞活性荧光染色强度来进行。该方法每次只能检测一个样本效率较低，且不能实时地监测细胞对于药物的反应。因此在3D细胞水平的抗肿瘤药物筛选领域，急需一种可以高通量、实时监测3D细胞对于抗肿瘤药物药效反应的装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供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。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于抗肿瘤药物筛选的高通量3D细胞阻抗传感器，该传感器的传感单元以玻璃作为基底，在基底上粘合有一对垂直竖立的金对电极，金对电极的背面与培养腔内壁粘合，横截面为正方环形的PET材质培养腔粘合固定在基底上，PCB板上固定有8个传感单元，传感单元通过导电银胶与PCB板上的焊盘电气连接；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。

进一步地，所述基底的厚度为0.5mm；所述垂直金对电极的尺寸为2mm×1mm的长方形结构，其长边与基底平行；垂直金对电极的间距为6mm；所述腔体高度为10mm，外边长为10mm×10mm，腔壁厚度为2mm。

一种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，该方法包括以下步骤：

(1)选用厚度为100μm的金片作为金电极，对金电极采用激光切割成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；

(2)使用结构粘合剂将弯折后的金电极粘合于数控机床切割出的聚对苯二甲酸乙酯(PET)培养腔内表面，腔壁上2mm×1mm的金电极作为工作电极；

(3)采用UV胶将腔体粘合在厚度为500μm的康宁7740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8个3D阻抗传感单元采用环氧树脂胶粘合在PCB板上；

(5)通过导电银胶将金电极与PCB板进行电气连接构成8通道3D细胞阻抗传感器。

应用上述高通量3D细胞阻抗传感器检测抗肿瘤药物有效性的方法，包括以下步骤：