基于微流控芯片三维细胞团的构建和培养

发布时间：2021-08-20 04:50

　　采用微加工工艺制作了一种构建多细胞团的聚二甲基硅氧烷（PDMS）双层结构的芯片,可用于药物筛选和术后个体化治疗。该芯片包含细胞培养微孔阵列以及用于生成浓度梯度的多通道分流结构。实验结果表明:在微孔的限制及其表面抗吸附的双重作用下,能够促进细胞聚集形成直径大约为130μm的三维细胞团,其结构稳定,活性良好（存活率约80%）,在生物医药和临床医学领域具有良好的应用前景。 

【文章来源】：传感器与微系统. 2020,39(09)CSCD

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

芯片的制作工艺流程

细胞团构建和评价的实验设计流程如图2所示。包括细胞导入、细胞团形成以及药物处理等过程。将含有5%(体积比)Matrigel基质胶的细胞悬浮液导入芯片中，置于培养箱中培养，每隔24 h更换培养液，并在显微镜下观察和记录细胞团的形成和生长状态。待细胞团稳定形成之后，在芯片上层的入口处导入药物或者细胞作用因子对细胞团进行进一步的研究。2 结果与讨论

本文芯片结构设计如图3所示。PDMS上层为“蛇形”多通道结构，A1和A2为药物或细胞因子等流体的导入口，A3为流体的出口，具有4个平行出口，其管道深度为50μm。B1和B2分别为细胞悬浮液的导入口和出口。图3(b)所示的“蛇形”结构可以增加流阻，使两相具有充足的混合时间，通过调节两相的浓度和流速可以生成4种浓度梯度，有利于开展药物浓度测试实验。PDMS下层为培养孔阵列，每3个串联的培养孔为一组(图3(c))，共4组，包含12个微孔，其微孔直径为300μm，深度为130μm，其流体通道深度为50μm。芯片上层中出口处通道与下层的串联培养孔是连通的，而4组微孔之间相互独立，如芯片实物图4(a)所示。在芯片入口处分别通入高低不同浓度的两种溶液，通过控制两相的流速，可以使两相在蛇形通道中充分混合，其光学显微图像如图4(b)所示。4个通道中溶液的颜色由浅至深，表明溶液浓度得到了均匀稀释，具有明显的浓度梯度分布。图4(c)和(d)为培养层的SEM图像，细胞悬浮液通过导入口进入芯片下层，经由通道落入串联的3个培养孔中，图4(d)中可看出微孔的深度较通道更深，以拦截和收集细胞，作为培养池为细胞提供生长区域。


本文编号：3352849