一種實現白細胞趨化作用的微流控晶片的製作方法
2023-05-16 07:00:46
一種實現白細胞趨化作用的微流控晶片的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種微流控晶片，一種實現白細胞趨化作用的微流控晶片，包括玻璃基板及膠體，所述膠體與玻璃基板緊密粘貼，形成一粘貼面，所述粘貼面上設置一細胞研究基本單元，所述細胞研究基本單元上設置縱向平行排列的第一、二主通道，所述第一主通道中內襯血管內皮細胞及加載懸浮白細胞、用於模擬人體內的中性粒細胞的微環境；所述第二主通道中加載趨化因子、用於模擬炎症病變組織；所述第一、二主通道中間設置橫向平行排列的第一、二、三、四、五趨化通道，用於觀察白細胞的趨化作用；本發明能夠模擬人體毛細血管中的白細胞受到趨化因子刺激後發生的趨化現象，並且具有高通量、流動可控及實時追蹤觀察等優點，實現了對白細胞趨化作用進行快速、可視化的研究。
【專利說明】一種實現白細胞趨化作用的微流控晶片
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種微流控晶片，更具體地說，涉及一種實現白細胞趨化作用的微流控晶片。
【背景技術】
[0002]微流控晶片是一種以在微米尺度空間對流體進行操控為主要特徵的科學技術，能夠將生物化學、醫學等實驗操作單元集成到一個微米尺度的晶片上。微流控晶片除了具有高通量、集成化的優勢，還可以模擬體內的生理環境，進行生理或近生理條件下的細胞功能研究。它能夠實現多種單元操作技術在整體可控的微小平臺上靈活組合、規模集成，已經成為一種最具有發展潛力的細胞研究平臺，可以用於白細胞趨化作用的研究。白細胞自血管內遊出並向炎症病變組織發生趨化現象，與病原體或組織崩解碎片等接觸，發生吞噬作用，這是人體消滅致病因子的一種重要手段。因此，白細胞的趨化作用形成了人體防禦系統的重要防線。以往對白細胞趨化作用的研究多具有仿生性差、材料消耗較高、考察條件單一、通量低及靜態等缺點。
【發明內容】
[0003]為了克服現有技術中存在的不足，本發明目的是提供一種實現白細胞趨化作用的微流控晶片。該微流控晶片能夠模擬人體毛細血管中的白細胞受到趨化因子刺激後發生的趨化現象，並且具有高通量、流動可控及實時追蹤觀察等優點。
[0004]為了實現上述發明目的，解決已有技術中所存在的問題，本發明採取的技術方案是:一種實現白細胞趨化作用的微流控晶片，包括玻璃基板及膠體，所述膠體與玻璃基板緊密粘貼，形成一粘貼面，所述粘貼面上設置一細胞研究基本單元，所述細胞研究基本單元上設置縱向平行排列的第一、二主通道，所述第一主通道中內襯血管內皮細胞及加載懸浮白細胞、用於模擬人體內的中性粒細胞的微環境；所述第二主通道中加載趨化因子、用於模擬炎症病變組織；所述第一、二主通道中間設置橫向平行排列的第一、二、三、四、五趨化通道，用於觀察白細胞的趨化作用；所述第一、二、三、四、五趨化通道的兩端分別與第一、二主通道連通；所述細胞研究基本單元上分別設置均垂直貫穿膠體的第一、二、三、四圓孔，其中:第三、四圓孔均為廢液排除孔；所述第一主通道一端通過第一圓孔與微量注射泵相連，另一端與第四圓孔相連，所述第二主通道一端通過第二圓孔與移液槍相連，另一端與第三圓孔相連。
[0005]所述膠體採用？013材料製成。
[0006]本發明有益效果是:一種實現白細胞趨化作用的微流控晶片，包括玻璃基板及膠體，所述膠體與玻璃基板緊密粘貼，形成一粘貼面，所述粘貼面上設置一細胞研究基本單元，所述細胞研究基本單元上設置縱向平行排列的第一、二主通道，所述第一主通道中內襯血管內皮細胞及加載懸浮白細胞、用於模擬人體內的中性粒細胞的微環境；所述第二主通道中加載趨化因子、用於模擬炎症病變組織；所述第一、二主通道中間設置橫向平行排列的第一、二、三、四、五趨化通道，用於觀察白細胞的趨化作用；所述第一、二、三、四、五趨化通道的兩端分別與第一、二主通道連通；所述細胞研究基本單元上分別設置均垂直貫穿膠體的第一、二、三、四圓孔，其中:第三、四圓孔均為廢液排除孔；所述第一主通道一端通過第一圓孔與微量注射泵相連，另一端與第四圓孔相連，所述第二主通道一端通過第二圓孔與移液槍相連，另一端與第三圓孔相連。與已有技術相比，本發明能夠模擬人體毛細血管中的白細胞受到趨化因子刺激後發生的趨化現象，並且具有高通量、流動可控及實時追蹤觀察等優點，實現了對白細胞趨化作用進行快速、可視化的研究。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1是本發明結構示意圖。
[0008]圖2是某健康者的白細胞趨化路徑。
[0009]圖中:1、粘貼面，101、細胞研究基本單元，10匕、第一主通道，1016、第二主通道，10化、第一趨化通道，101(1、第二趨化通道，1016、第三趨化通道，101？、第四趨化通道，1018、第五趨化通道，10比、第一圓孔，1011、第二圓孔，101』、第三圓孔，10讓、第四圓孔。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0011]如圖1所示，一種實現白細胞趨化作用的微流控晶片，包括玻璃基板及膠體，所述膠體與玻璃基板緊密粘貼，形成一粘貼面1，所述粘貼面1上設置一細胞研究基本單元101，所述細胞研究基本單元101上設置縱向平行排列的第一、二主通道10匕、10113，所述第一主通道1013中內襯血管內皮細胞及加載懸浮白細胞、用於模擬人體內的中性粒細胞的微環境；所述第二主通道1016中加載趨化因子、用於模擬炎症病變組織；所述第一、二主通道1018,101?中間設置橫向平行排列的第一、二、三、四、五趨化通道1010,101(1,1016,101^,1018，用於觀察白細胞的趨化作用；所述第一、二、三、四、五趨化通道101(^101(^1016,101？、1018的兩端分別與第一、二主通道10匕、10113連通；所述細胞研究基本單元101上分別設置均垂直貫穿膠體的第一、二、三、四圓孔1011！、1011、101』、1011其中:第三、四圓孔101』、10化均為廢液排除孔；所述第一主通道10匕一端通過第一圓孔101卜與微量注射泵相連，另一端與第四圓孔10化相連，所述第二主通道10化一端通過第二圓孔1011與移液槍相連，另一端與第三圓孔101』相連。所述膠體採用？013材料製成。具體工作過程如下:
[0012]步驟1:按常規微流控晶片製作流程製作需要的微流控晶片；
[0013]步驟2:用移液槍將冰浴中的液態水凝膠加載到第一、二、三、四、五趨化通道1010,101(1,1016,101^,1018內，並將第一、二主通道內的水凝膠衝洗乾淨，在室溫下靜置30分鐘，等待第一、二、三、四、五趨化通道101(^101^1016,10111018內的水凝膠固化；
[0014]步驟3:將微流控晶片在紫外燈照射21！滅菌後備用；
[0015]步驟4:將內皮細胞製成密度為106加1，用移液槍吸取100 ^ III加入第一主通道1018中，細胞培養箱中培養2天，內皮細胞平鋪於第一主通道10匕底層；
[0016]步驟5:用移液槍在第二主通道10化內加載一定濃度的趨化因子，靜置30分鐘，第一、二、三、四、五趨化通道101(^101^1016,10111018內形成濃度梯度；
[0017]步驟6:取人新鮮血2「，加入白細胞分離液，按照說明書進行白細胞分離，並製成密度為105加1的細胞懸浮液待用；
[0018]步驟7:將分離的白細胞加入微量注射泵，並通過微細管連接到微流控晶片的第一圓孔10111，以300 11111/3的速度泵入第一主通道101&內；
[0019]步驟8:利用延時成像技術在20乂顯微鏡下觀察白細胞的趨化，並記錄細胞路徑。
[0020]本發明優點在於:一種實現白細胞趨化作用的微流控晶片能夠模擬人體毛細血管中的白細胞受到趨化因子刺激後發生的趨化現象，並且具有高通量、流動可控及實時追蹤觀察等優點，實現了對白細胞趨化作用進行快速、可視化的研究。
【權利要求】
1.一種實現白細胞趨化作用的微流控晶片，包括玻璃基板及膠體，其特徵在於:所述膠體與玻璃基板緊密粘貼，形成一粘貼面(1)，所述粘貼面(1)上設置一細胞研究基本單元(101)，所述細胞研究基本單元(101)上設置縱向平行排列的第一、二主通道(101a、101b)，所述第一主通道(101a)中內襯血管內皮細胞及加載懸浮白細胞、用於模擬人體內的中性粒細胞的微環境；所述第二主通道(101b)中加載趨化因子、用於模擬炎症病變組織；所述第一、二主通道(101a、101b)中間設置橫向平行排列的第一、二、三、四、五趨化通道(101c、101d、101e、101f、101g)，用於觀察白細胞的趨化作用；所述第一、二、三、四、五趨化通道(101c、101d、101e、101f、101g)的兩端分別與第一、二主通道(lOlaUOlb)連通；所述細胞研究基本單元(101)上分別設置均垂直貫穿膠體的第一、二、三、四圓孔(101h、1011、101j、101k)，其中:第三、四圓孔(101j、101k)均為廢液排除孔；所述第一主通道(101a) —端通過第一圓孔(101h)與微量注射泵相連，另一端與第四圓孔(101k)相連，所述第二主通道(101b) 一端通過第二圓孔(101i)與移液槍相連，另一端與第三圓孔(101 j)相連。
2.根據權利要求1所述一種實現白細胞趨化作用的微流控晶片，其特徵在於:所述膠體採用PDMS材料製成。
【文檔編號】C12M1/00GK104342360SQ201410538174
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月14日 優先權日:2014年10月14日
【發明者】羅勇, 呂暢, 路曉光, 高志剛, 趙偉傑, 林炳承, 田中群 申請人:大連理工大學