專利名稱：一種細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置，特別適用于細胞電阻抗測量、細胞遷移、癌癥檢測、藥物篩選、微流控及納米技術(shù)應(yīng)用，屬于生物檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
細胞電阻抗傳感技術(shù)是一種測量由于細胞形態(tài)變化、細胞移動或者細胞間相互接觸而引起檢測系統(tǒng)電阻抗變化的技術(shù)。該技術(shù)具有對體外培養(yǎng)細胞進行長時程、實時、快速、無損、簡便分析等優(yōu)點，已被廣泛地應(yīng)用于細胞形態(tài)變化跟蹤、藥物篩選、生化檢測及疾病診斷等領(lǐng)域，成為生物傳感器研究的一個重要內(nèi)容。細胞的生長、增殖和遷移等過程在生物體胚胎發(fā)育、傷口愈合、免疫應(yīng)答等眾多生 物過程中起著非常關(guān)鍵的作用。特別是被廣為關(guān)注的細胞遷移過程在腫瘤轉(zhuǎn)移和炎癥反應(yīng)等多種疾病中都扮演著重要的角色。對于腫瘤細胞而言，其遷移特性已經(jīng)成為評價抗腫瘤藥物的重要指標(biāo)，能夠減緩腫瘤細胞遷移的藥物有可能對遏制腫瘤轉(zhuǎn)移起到重要作用。對細胞活性狀態(tài)變化進行檢測便可實現(xiàn)快速、高通量的藥物篩選?；诩毎杩箓鞲衅鞯乃幮y試，不僅可以通過細胞的響應(yīng)來確定藥物對細胞的效用，而且還可以確定對藥物響應(yīng)的細胞特異性，能在藥物篩選和疾病診斷方面發(fā)揮巨大的作用。目前，用于細胞遷移分析的電阻抗傳感技術(shù)可分為表面和跨膜遷移兩大類。用于細胞跨膜遷移分析的電阻抗測量為博伊登室法，細胞在藥物作用下進行跨膜運動，因而引起基底細胞數(shù)的變化而改變系統(tǒng)的電阻抗。雖然這種方法也可對細胞跨膜遷移進行實時的監(jiān)察，但其分辨率是十分有限的，而且藥物的導(dǎo)入及藥物誘導(dǎo)的時間響應(yīng)都不是優(yōu)化的。發(fā)明內(nèi)容本實用新型所提供的一種細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置，其目的是
I、實時檢測細胞通過集成電阻抗傳感技術(shù)和微流芯片技術(shù)來實現(xiàn)對體外培養(yǎng)細胞跨膜遷移過程進行高分辨、實時和無損傷、可靠跟蹤測控、分析；2、提高檢測靈敏度實現(xiàn)對單細胞的跨膜遷移追蹤；3、通過微流管道精確的確定藥物對細胞的效用；4、實時、定量和減小人為誤差；5、操作簡便、精確度高；6、制造簡單，造價低廉；7、特別用于快速、高通量的藥物篩選和疾病診斷。本實用新型的一種細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置技術(shù)方案是它包括腔體，該腔體中部有能容納液體的腔室，該腔室其中部由一個微孔薄膜將腔室隔成上腔室和下腔室，微孔薄膜上部為上腔體，下部為下腔體；上腔體的下部和下腔體的上部靠近微孔薄膜處分別有從外部向內(nèi)部空腔連通的電極孔；上腔體的電極孔插入的是上腔室電極，下腔體的電極孔插入的是下腔室電極，兩電極分別與分析裝置聯(lián)接；下腔體的下部有與外部聯(lián)通的液體進出通道。進一步的技術(shù)方案是所述的一種細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置，腔體為組合結(jié)構(gòu)，即上腔體與下腔體及封閉下腔體底部的底座為三個獨立的構(gòu)件；上腔室和下腔室一次或分別加工而成；微孔薄膜夾在上腔體的下端面與下腔體的上端面之間；上腔體與下腔體結(jié)合部密封連接；下腔體的下端面與獨立的底座密封連接。所述的細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置，所述的上腔體和下腔體材料為用于微流控領(lǐng)域用的聚合物材料；底座材料選自于玻片，或用于微流控領(lǐng)域的聚合物材料；上腔體與下腔體結(jié)合部密封連接，以及下腔體下端面與獨立的底座密封連接均是用高真空氧等離子體法鍵合。所述的所述的細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置，腔體為整體結(jié)構(gòu)，即上腔體與下腔體及封閉下腔體下端的底座為一個整體構(gòu)件；下腔室孔徑小于上腔室孔徑，微孔薄膜套裝在微孔薄膜環(huán)上嵌入上腔室中。所述的細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置，其整體結(jié)構(gòu)的腔體的上腔體和下腔體及底座為一整體材料加工而成，材料為微流控領(lǐng)域用的聚合物材料。 所述的細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置，其上腔室和下腔室的直徑小于等于8毫米。所述的細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置，其上腔室為細胞培養(yǎng)基室，上腔室電極為工作電極；下腔室為誘導(dǎo)劑室，下腔室電極為參比電極；所述分析裝置為阻抗分析儀，或多用電表，或電化學(xué)工作站。所述的細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置，其微孔薄膜的厚度小于等于200微米，面積小于等于5平方厘米，微孔薄膜上的微孔孔徑小于等于8微米；微孔薄膜的材料為微流控領(lǐng)域用的聚合物材料或光膠SU8。本實用新型的技術(shù)效果顯著1、使細胞在貼壁、增殖、遷移的過程所引起系統(tǒng)阻抗的變化能通過分布在薄膜的兩側(cè)的電極實時檢測；2、提高檢測靈敏度實現(xiàn)對單細胞的跨膜遷移追蹤；3、通過微流管道精確的定時、定量的導(dǎo)入藥物并根據(jù)細胞的響應(yīng)來確定藥物對細胞的效用；4、實時、定量和減小人為誤差；5、操作簡便、精確性高，并且裝置制造簡單，造價低廉；6、用于快速、高通量的藥物篩選和疾病診斷。是方法實現(xiàn)了通過集成電阻抗傳感技術(shù)和微流芯片技術(shù)來對體外培養(yǎng)細胞跨膜遷移過程進行高分辨、實時和無損傷、可靠跟蹤測控、分析。

圖I是本實用新型細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置一個實施例俯視圖的A-A剖視圖；本實施例腔體為組合結(jié)構(gòu)；圖2是圖I的俯視圖；圖3是本實用新型細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置另一個實施例俯視圖的B-B剖視圖；本實施例腔體為整體結(jié)構(gòu)；圖4是圖3的俯視圖；圖中各附圖標(biāo)記的名稱為該腔體-I ;上腔體_1. I ;下腔體_1. 2 ;底座-I. 3 ；腔室-2;上腔室-2. I;下腔室-2. 2;微孔薄膜-3 ;微孔-3. I ;微孔薄膜環(huán)-4 ;液體進出通道-5 ；電極孔-6 ；上腔室電極-6. I ;下腔室電極-6. 2 ;分析裝置_7。
具體實施方式
[0024]
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。實施例I :是本實用新型的腔體I為組合結(jié)構(gòu)的細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置的一個基本實施例，附圖I是其中的一個例子。它包括腔體1，該腔體I中部有能容納液體的腔室2，該腔室2其中部由一個微孔 薄膜3將腔室2隔成上腔室2. I和下腔室
2.2，微孔薄膜3上部為上腔體I. I，下部為下腔體I. 2 ;上腔體I. I的下部和下腔體I. 2的上部靠近微孔薄膜3處分別有從外部向內(nèi)部空腔連通的電極孔6 ;上腔體I. I的電極孔6插入的是上腔室電極6. 1，下腔體1.2的電極孔6插入的是下腔室電極6. 2，兩電極分別與分析裝置7聯(lián)接；下腔體I. 2的下部有與外部聯(lián)通的液體進出通道5。實施例2 :如圖1、2所示，是本實用新型的腔體I為組合結(jié)構(gòu)的細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置的實施例。所述的腔體I為組合結(jié)構(gòu)，即上腔體I. I與下腔體I. 2及封閉下腔體I. 2底部的底座I. 3為三個獨立的構(gòu)件；上腔室2. I和下腔室2. 2 一次或分別加工而成；微孔薄膜3夾在上腔體I. I的下端面與下腔體I. 2的上端面之間；上腔體I. I與下腔體I. 2結(jié)合部密封連接；下腔體I. 2的下端面與獨立的底座I. 3密封連接。所述的上腔體I. I和下腔體I. 2材料為用于微流控領(lǐng)域用的聚合物材料，選自于PDMS，即聚二甲基硅氧烷，或熱塑性材料聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，或聚碳酸酯PC，或聚苯乙烯PS，本實施例選為PDMS，即聚二甲基硅氧烷；底座I. 3材料選自于玻片，或用于微流控領(lǐng)域的聚合物材料，或聚二甲基硅氧烷PDMS，或熱塑性材料聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，或聚碳酸酯PC，或聚苯乙烯PS，本實施例選為玻片；上腔體I. I與下腔體I. 2結(jié)合部密封連接，以及下腔體I. 2下端面與獨立的底座I. 3密封連接均是用高真空氧等離子體法鍵合。所述的上腔室2. I和下腔室2. 2的直徑小于等于8毫米，本實施例選為5毫米。所述的上腔室2. I為細胞培養(yǎng)基室，上腔室電極6. I為工作電極，材料選的鉬，金，鈦，銅，鐵金屬或合金，或碳纖維，或石墨類碳材料，或相應(yīng)的化學(xué)修飾電極，本實施例選為鉬；下腔室2. 2為誘導(dǎo)劑室，下腔室電極6. 2為參比電極，材料選自于銀/氯化銀，或汞/氧化汞，或汞/硫酸亞汞，或甘汞，或鉬，或金，或碳纖維本實施例選為銀/氯化銀；所述分析裝置7為阻抗分析儀，或多用電表，或電化學(xué)工作站，本實施例選為阻抗分析儀。所述的微孔薄膜3的厚度小于等于200微米，面積小于等于5平方厘米，微孔薄膜3上的微孔孔徑小于等8微米；微孔薄膜3的材料為微流控領(lǐng)域用的聚合物材料，選自于聚碳酸酯膜，或熱塑性材料聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，或聚苯乙烯PS，或聚合物聚二甲基硅氧烷，或光膠SU8。本實施例選為微孔薄膜3的厚度等于100微米，面積等于I平方厘米，微孔薄膜3上的微孔孔徑于等于5微米；微孔薄膜3的材料選自于聚碳酸酯膜，或熱塑性材料聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，或聚苯乙烯PS，或聚合物聚二甲基硅氧烷，或光膠SU8，本實施例選為熱塑性材料聚甲基丙烯酸甲酯PMMA。實施例3 :與上述實施例2不同的是，如圖3、4所示，是本實用新型的腔體I為整體結(jié)構(gòu)的細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置的實施例。所述的腔體I為整體結(jié)構(gòu)，即上腔體I. I與下腔體I. 2及封閉下腔體I. 2下端的底座I. 3為一個整體構(gòu)件；下腔室2. 2孔徑小于上腔室2. I孔徑，微孔薄膜3套裝在微孔薄膜環(huán)4上嵌入上腔室2. I中。所述的整體結(jié)構(gòu)的腔體I的上腔體I. I和下腔體I. 2及底座I. 3為一整體材料加工而成，材料為微流控領(lǐng)域用的聚合物材料，選自于PDMS，即聚二甲基硅氧烷，或熱塑性材料聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，或聚碳酸酯PC，或聚苯乙烯PS，本實施例選為聚碳酸酯PC。本實用新型權(quán)利要求保護范圍不限于上述實施例。
權(quán)利要求1.一種細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置，其特征在于，它包括腔體(I)，該腔體(I)中部有能容納液體的腔室(2 )，該腔室(2 )其中部由一個微孔薄膜(3 )將腔室(2 )隔成上腔室(2. I)和下腔室(2. 2)，微孔薄膜(3)上部為上腔體(1.1)，下部為下腔體(I. 2);上腔體(I. I)的下部和下腔體(I. 2)的上部靠近微孔薄膜(3)處分別有從外部向內(nèi)部空腔連通的電極孔(6);上腔體(I. I)的電極孔(6)插入的是上腔室電極(6. 1)，下腔體(I. 2)的電極孔(6)插入的是下腔室電極(6. 2)，兩電極分別與分析裝置(7)聯(lián)接；下腔體(I. 2)的下部有與外部聯(lián)通的液體進出通道(5)。
2.如權(quán)利要求I所述的細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置，其特征在于，腔體(I)為組合結(jié)構(gòu)，即上腔體(I. I)與下腔體(I. 2)及封閉下腔體(I. 2)底部的底座(I. 3)為三個獨立的構(gòu)件；上腔室(2. I)和下腔室(2. 2)—次或分別加工而成；微孔薄膜(3)夾在上腔體(1.1)的下端面與下腔體(1.2)的上端面之間；上腔體(1.1)與下腔體(I. 2)結(jié)合部密封連接；下腔體(I. 2)的下端面與獨立的底座(I. 3)密封連接。
3.如權(quán)利要求2所述的細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置，其特征在于，所述的上腔體(I. I)和下腔體(I. 2)材料為用于微流控領(lǐng)域用的聚合物材料；底座(I. 3)材料選自于玻片，或用于微流控領(lǐng)域的聚合物材料；上腔體(1.1)與下腔體(1.2)結(jié)合部密封連接，以及下腔體(I. 2)下端面與獨立的底座(I. 3)密封連接均是用高真空氧等離子體法鍵口 o
4.如權(quán)利要求I所述的所述的細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置，其特征在于，腔體(I)為整體結(jié)構(gòu)，即上腔體(I. I)與下腔體(I. 2)及封閉下腔體(I. 2)下端的底座(I. 3)為一個整體構(gòu)件；下腔室(2. 2)孔徑小于上腔室(2. I)孔徑，微孔薄膜(3)套裝在微孔薄膜環(huán)(4)上嵌入上腔室(2. I)中。
5.如權(quán)利要求4所述的細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置，其特征在于，整體結(jié)構(gòu)的腔體(I)的上腔體(I. I)和下腔體(I. 2)及底座(I. 3)為一整體材料加工而成，材料為微流控領(lǐng)域用的聚合物材料。
6.如權(quán)利要求I所述的細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置，其特征在于，上腔室(2. I)和下腔室(2. 2)的直徑小于等于8毫米。
7.如權(quán)利要求I所述的細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置，其特征在于，上腔室(2. I)為細胞培養(yǎng)基室，上腔室電極(6. I)為工作電極；下腔室(2. 2)為誘導(dǎo)劑室，下腔室電極(6. 2)為參比電極；所述分析裝置(7)為阻抗分析儀，或多用電表，或電化學(xué)工作站。
8.如權(quán)利要求I所述的細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置，其特征在于，微孔薄膜(3)的厚度小于等于200微米，面積小于等于5平方厘米，微孔薄膜(3)上的微孔孔徑小于等于8微米；微孔薄膜(3)的材料為微流控領(lǐng)域用的聚合物材料，或光膠SU8。
專利摘要本實用新型涉及一種細胞遷移高分辨率阻抗實時跟蹤測控裝置，特別適用于細胞電阻抗測量、細胞遷移、癌癥檢測、藥物篩選、微流控及納米技術(shù)應(yīng)用，它包括腔體，其中部有能容納液體的腔室，該腔室其中部由一個微孔薄膜將腔室隔成上腔室和下腔室；上腔體的電極孔插入的是上腔室電極，下腔體的電極孔插入的是下腔室電極，兩電極分別與分析裝置聯(lián)接；下腔體的下部有與外部聯(lián)通的液體進出通道。本實用新型的優(yōu)點是1、實時檢測細胞，對體外培養(yǎng)細胞跨膜遷移過程進行高分辨、實時和無損傷、可靠跟蹤測控、分析；2、提高檢測靈敏度實現(xiàn)對單細胞的跨膜遷移追蹤；3、減小人為測控誤差；4、操作簡便、精確度高；5、制造簡單，成本低。
文檔編號G01N27/02GK202522535SQ20122001605
公開日2012年11月7日 申請日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者劉劍淼, 江蓮梅, 汪莉, 石劍, 陳勇 申請人:武漢介觀生物科技有限責(zé)任公司