[发明专利]一种用于肿瘤细胞迁移研究的微流控芯片及其制备方法

说明书

本发明属于细胞生物学及微流控技术领域，具体涉及一种用于肿瘤细胞迁移研究的微流控芯片及其制备方法。其用于抗肿瘤细胞迁移的药物筛选。包括从上至下依次设置的PDMS微阀控制通道层（a）、PDMS流体通道层（b）及玻璃基底层（c）；所述流体通道层与微阀控制通道层通过PDMS热键合构成流体通道单元，所述流体通道单元与玻璃基底层通过等离子键合成一体；其中，流体通道单元包括四个相同的结构模块一、二、三、四，可以同时在线筛选多种抗肿瘤细胞迁移候选药物。

技术领域

本发明属于细胞生物学及微流控技术领域，具体涉及一种用于肿瘤细胞迁移研究的微流控芯片及其制备方法。

背景技术

癌细胞由原发瘤部位脱离，浸润并降解周围组织及器官进而进入淋巴管、血管或体腔，部分癌细胞被淋巴流或血流带到机体各处，继而生成新生血管并繁殖生长，形成与原发瘤同样类型的继发瘤，该过程称为转移。癌细胞的转移是癌症预后较差及易复发的主要原因之一，癌细胞的转移包括一系列复杂的生物学变化，涉及癌细胞上皮-间质转化(EMT)、癌细胞的黏附和迁移等。细胞迁移运动是肿瘤细胞发生转移的首要条件，肿瘤从原位癌转变为侵袭性转移癌的过程中，需要癌细胞具有间质细胞的趋化性移行和迁移能力，才能降解并穿透基底膜等组织屏障，侵袭转移到周围正常的组织器官，其中影响肿瘤细胞迁移能力的关键因子有E-cadherin、N-cadherin等。

目前最常用的体外肿瘤细胞迁移的方法为基于6/12/24孔板的“划痕-愈合”法，其虽然操作简单，但涉及多次“划痕”操作，这种操作一般需要借助枪头、牙签以及直尺等工具进行，需要操作者每次划痕时枪头的垂直角度、划痕起始点、终止点严格一致，否则难以保证各孔的实验数据具有较好的齐同可比性，此外，每孔面积较大，进行数据采集时如何选取视野暂时没有统一的标准，会因个人习惯带来较大的区别，因此其实验结果实际意义相对较低。

除了常见的划痕实验，近年来基于微流控芯片的细胞迁移模型研究也有报道，如一些学者通过在芯片内额外加入合适于通道大小的阻隔物，并在细胞贴壁生长后再取出，而得到“划痕”，但是在这种对培养有细胞的芯片中反复多次嵌入，取出外界物质的过程中，使细胞处于暴露环境的时间较长，与外界接触过多可能会有染菌的危险，而嵌入取出外界物质时，其对附近流体以及细胞会产生一定的力学作用，这种作用所带来的影响是复杂且未知的；还有学者采用外加铂电极从而避免对细胞的物理损伤，靠直流电趋化细胞迁移行为的，这种芯片中细胞的迁移趋向比较好控制，数据分析也相对简单，但是其制作流程相对复杂，需要实验人员有较好的多学科交叉知识储备以及更多复杂的仪器设备。因此，基于以上几点，限制了上述细胞迁移芯片的实际应用。

发明内容

本发明就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种用于肿瘤细胞迁移研究的微流控芯片及其制备方法，其用于抗肿瘤细胞迁移的药物筛选。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，包括从上至下依次设置的PDMS微阀控制通道层（a）、PDMS流体通道层（b）及玻璃基底层（c）；所述流体通道层与微阀控制通道层通过PDMS热键合构成流体通道单元，所述流体通道单元与玻璃基底层通过等离子键合成一体；其中，流体通道单元包括四个相同的结构模块一、二、三、四，可以同时在线筛选多种抗肿瘤细胞迁移候选药物。

微阀控制通道层包括两组微阀：第一微阀组及第二微阀组；所述两组微阀结构均包括由微阀控制通道层的 PDMS 与流体通道层的 PDMS 薄膜构成密闭的空腔，并分别与压力施加装置相连；第一微阀组用于形成划痕，第二微阀组用于操控各结构模块单元间的阻断与连通；第一微阀组和第二微阀组可独立控制或通过管路连接（经微阀闭合性考察，无漏液现象，微阀闭合性良好，可较好地实现对细胞的隔离作用。）。

进一步地，所述第一微阀组及第二微阀组均为液动控制微阀。