专利名称：一种细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置，特别适用于细胞电阻抗测量、细胞迁移、癌症检测、药物筛选、微流控及纳米技术应用，属于生物检测技术领域。
背景技术：
细胞电阻抗传感技术是一种测量由于细胞形态变化、细胞移动或者细胞间相互接触而引起检测系统电阻抗变化的技术。该技术具有对体外培养细胞进行长时程、实时、快速、无损、简便分析等优点，已被广泛地应用于细胞形态变化跟踪、药物筛选、生化检测及疾病诊断等领域，成为生物传感器研究的一个重要内容。细胞的生长、增殖和迁移等过程在生物体胚胎发育、伤口愈合、免疫应答等众多生 物过程中起着非常关键的作用。特别是被广为关注的细胞迁移过程在肿瘤转移和炎症反应等多种疾病中都扮演着重要的角色。对于肿瘤细胞而言，其迁移特性已经成为评价抗肿瘤药物的重要指标，能够减缓肿瘤细胞迁移的药物有可能对遏制肿瘤转移起到重要作用。对细胞活性状态变化进行检测便可实现快速、高通量的药物筛选。基于细胞阻抗传感器的药效测试，不仅可以通过细胞的响应来确定药物对细胞的效用，而且还可以确定对药物响应的细胞特异性，能在药物筛选和疾病诊断方面发挥巨大的作用。目前，用于细胞迁移分析的电阻抗传感技术可分为表面和跨膜迁移两大类。用于细胞跨膜迁移分析的电阻抗测量为博伊登室法，细胞在药物作用下进行跨膜运动，因而引起基底细胞数的变化而改变系统的电阻抗。虽然这种方法也可对细胞跨膜迁移进行实时的监察，但其分辨率是十分有限的，而且药物的导入及药物诱导的时间响应都不是优化的。发明内容本实用新型所提供的一种细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置，其目的是
I、实时检测细胞通过集成电阻抗传感技术和微流芯片技术来实现对体外培养细胞跨膜迁移过程进行高分辨、实时和无损伤、可靠跟踪测控、分析；2、提高检测灵敏度实现对单细胞的跨膜迁移追踪；3、通过微流管道精确的确定药物对细胞的效用；4、实时、定量和减小人为误差；5、操作简便、精确度高；6、制造简单，造价低廉；7、特别用于快速、高通量的药物筛选和疾病诊断。本实用新型的一种细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置技术方案是它包括腔体，该腔体中部有能容纳液体的腔室，该腔室其中部由一个微孔薄膜将腔室隔成上腔室和下腔室，微孔薄膜上部为上腔体，下部为下腔体；上腔体的下部和下腔体的上部靠近微孔薄膜处分别有从外部向内部空腔连通的电极孔；上腔体的电极孔插入的是上腔室电极，下腔体的电极孔插入的是下腔室电极，两电极分别与分析装置联接；下腔体的下部有与外部联通的液体进出通道。进一步的技术方案是所述的一种细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置，腔体为组合结构，即上腔体与下腔体及封闭下腔体底部的底座为三个独立的构件；上腔室和下腔室一次或分别加工而成；微孔薄膜夹在上腔体的下端面与下腔体的上端面之间；上腔体与下腔体结合部密封连接；下腔体的下端面与独立的底座密封连接。所述的细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置，所述的上腔体和下腔体材料为用于微流控领域用的聚合物材料；底座材料选自于玻片，或用于微流控领域的聚合物材料；上腔体与下腔体结合部密封连接，以及下腔体下端面与独立的底座密封连接均是用高真空氧等离子体法键合。所述的所述的细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置，腔体为整体结构，即上腔体与下腔体及封闭下腔体下端的底座为一个整体构件；下腔室孔径小于上腔室孔径，微孔薄膜套装在微孔薄膜环上嵌入上腔室中。所述的细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置，其整体结构的腔体的上腔体和下腔体及底座为一整体材料加工而成，材料为微流控领域用的聚合物材料。 所述的细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置，其上腔室和下腔室的直径小于等于8毫米。所述的细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置，其上腔室为细胞培养基室，上腔室电极为工作电极；下腔室为诱导剂室，下腔室电极为参比电极；所述分析装置为阻抗分析仪，或多用电表，或电化学工作站。所述的细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置，其微孔薄膜的厚度小于等于200微米，面积小于等于5平方厘米，微孔薄膜上的微孔孔径小于等于8微米；微孔薄膜的材料为微流控领域用的聚合物材料或光胶SU8。本实用新型的技术效果显著1、使细胞在贴壁、增殖、迁移的过程所引起系统阻抗的变化能通过分布在薄膜的两侧的电极实时检测；2、提高检测灵敏度实现对单细胞的跨膜迁移追踪；3、通过微流管道精确的定时、定量的导入药物并根据细胞的响应来确定药物对细胞的效用；4、实时、定量和减小人为误差；5、操作简便、精确性高，并且装置制造简单，造价低廉；6、用于快速、高通量的药物筛选和疾病诊断。是方法实现了通过集成电阻抗传感技术和微流芯片技术来对体外培养细胞跨膜迁移过程进行高分辨、实时和无损伤、可靠跟踪测控、分析。
图I是本实用新型细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置一个实施例俯视图的A-A剖视图；本实施例腔体为组合结构；图2是图I的俯视图；图3是本实用新型细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置另一个实施例俯视图的B-B剖视图；本实施例腔体为整体结构；图4是图3的俯视图；图中各附图标记的名称为该腔体-I ;上腔体_1. I ;下腔体_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 ;微孔薄膜环-4 ;液体进出通道-5 ；电极孔-6 ；上腔室电极-6. I ;下腔室电极-6. 2 ;分析装置_7。
具体实施方式
[0024]
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。实施例I :是本实用新型的腔体I为组合结构的细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置的一个基本实施例，附图I是其中的一个例子。它包括腔体1，该腔体I中部有能容纳液体的腔室2，该腔室2其中部由一个微孔 薄膜3将腔室2隔成上腔室2. I和下腔室
2.2，微孔薄膜3上部为上腔体I. I，下部为下腔体I. 2 ;上腔体I. I的下部和下腔体I. 2的上部靠近微孔薄膜3处分别有从外部向内部空腔连通的电极孔6 ;上腔体I. I的电极孔6插入的是上腔室电极6. 1，下腔体1.2的电极孔6插入的是下腔室电极6. 2，两电极分别与分析装置7联接；下腔体I. 2的下部有与外部联通的液体进出通道5。实施例2 :如图1、2所示，是本实用新型的腔体I为组合结构的细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置的实施例。所述的腔体I为组合结构，即上腔体I. I与下腔体I. 2及封闭下腔体I. 2底部的底座I. 3为三个独立的构件；上腔室2. I和下腔室2. 2 一次或分别加工而成；微孔薄膜3夹在上腔体I. I的下端面与下腔体I. 2的上端面之间；上腔体I. I与下腔体I. 2结合部密封连接；下腔体I. 2的下端面与独立的底座I. 3密封连接。所述的上腔体I. I和下腔体I. 2材料为用于微流控领域用的聚合物材料，选自于PDMS，即聚二甲基硅氧烷，或热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，本实施例选为PDMS，即聚二甲基硅氧烷；底座I. 3材料选自于玻片，或用于微流控领域的聚合物材料，或聚二甲基硅氧烷PDMS，或热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，本实施例选为玻片；上腔体I. I与下腔体I. 2结合部密封连接，以及下腔体I. 2下端面与独立的底座I. 3密封连接均是用高真空氧等离子体法键合。所述的上腔室2. I和下腔室2. 2的直径小于等于8毫米，本实施例选为5毫米。所述的上腔室2. I为细胞培养基室，上腔室电极6. I为工作电极，材料选的钼，金，钛，铜，铁金属或合金，或碳纤维，或石墨类碳材料，或相应的化学修饰电极，本实施例选为钼；下腔室2. 2为诱导剂室，下腔室电极6. 2为参比电极，材料选自于银/氯化银，或汞/氧化汞，或汞/硫酸亚汞，或甘汞，或钼，或金，或碳纤维本实施例选为银/氯化银；所述分析装置7为阻抗分析仪，或多用电表，或电化学工作站，本实施例选为阻抗分析仪。所述的微孔薄膜3的厚度小于等于200微米，面积小于等于5平方厘米，微孔薄膜3上的微孔孔径小于等8微米；微孔薄膜3的材料为微流控领域用的聚合物材料，选自于聚碳酸酯膜，或热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，或光胶SU8。本实施例选为微孔薄膜3的厚度等于100微米，面积等于I平方厘米，微孔薄膜3上的微孔孔径于等于5微米；微孔薄膜3的材料选自于聚碳酸酯膜，或热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，或光胶SU8，本实施例选为热塑性材料聚甲基丙烯酸甲酯PMMA。实施例3 :与上述实施例2不同的是，如图3、4所示，是本实用新型的腔体I为整体结构的细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置的实施例。所述的腔体I为整体结构，即上腔体I. I与下腔体I. 2及封闭下腔体I. 2下端的底座I. 3为一个整体构件；下腔室2. 2孔径小于上腔室2. I孔径，微孔薄膜3套装在微孔薄膜环4上嵌入上腔室2. I中。所述的整体结构的腔体I的上腔体I. I和下腔体I. 2及底座I. 3为一整体材料加工而成，材料为微流控领域用的聚合物材料，选自于PDMS，即聚二甲基硅氧烷，或热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，本实施例选为聚碳酸酯PC。本实用新型权利要求保护范围不限于上述实施例。
权利要求1.一种细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置，其特征在于，它包括腔体(I)，该腔体(I)中部有能容纳液体的腔室(2 )，该腔室(2 )其中部由一个微孔薄膜(3 )将腔室(2 )隔成上腔室(2. I)和下腔室(2. 2)，微孔薄膜(3)上部为上腔体(1.1)，下部为下腔体(I. 2);上腔体(I. I)的下部和下腔体(I. 2)的上部靠近微孔薄膜(3)处分别有从外部向内部空腔连通的电极孔(6);上腔体(I. I)的电极孔(6)插入的是上腔室电极(6. 1)，下腔体(I. 2)的电极孔(6)插入的是下腔室电极(6. 2)，两电极分别与分析装置(7)联接；下腔体(I. 2)的下部有与外部联通的液体进出通道(5)。
2.如权利要求I所述的细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置，其特征在于，腔体(I)为组合结构，即上腔体(I. I)与下腔体(I. 2)及封闭下腔体(I. 2)底部的底座(I. 3)为三个独立的构件；上腔室(2. I)和下腔室(2. 2)—次或分别加工而成；微孔薄膜(3)夹在上腔体(1.1)的下端面与下腔体(1.2)的上端面之间；上腔体(1.1)与下腔体(I. 2)结合部密封连接；下腔体(I. 2)的下端面与独立的底座(I. 3)密封连接。
3.如权利要求2所述的细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置，其特征在于，所述的上腔体(I. I)和下腔体(I. 2)材料为用于微流控领域用的聚合物材料；底座(I. 3)材料选自于玻片，或用于微流控领域的聚合物材料；上腔体(1.1)与下腔体(1.2)结合部密封连接，以及下腔体(I. 2)下端面与独立的底座(I. 3)密封连接均是用高真空氧等离子体法键口 o
4.如权利要求I所述的所述的细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置，其特征在于，腔体(I)为整体结构，即上腔体(I. I)与下腔体(I. 2)及封闭下腔体(I. 2)下端的底座(I. 3)为一个整体构件；下腔室(2. 2)孔径小于上腔室(2. I)孔径，微孔薄膜(3)套装在微孔薄膜环(4)上嵌入上腔室(2. I)中。
5.如权利要求4所述的细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置，其特征在于，整体结构的腔体(I)的上腔体(I. I)和下腔体(I. 2)及底座(I. 3)为一整体材料加工而成，材料为微流控领域用的聚合物材料。
6.如权利要求I所述的细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置，其特征在于，上腔室(2. I)和下腔室(2. 2)的直径小于等于8毫米。
7.如权利要求I所述的细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置，其特征在于，上腔室(2. I)为细胞培养基室，上腔室电极(6. I)为工作电极；下腔室(2. 2)为诱导剂室，下腔室电极(6. 2)为参比电极；所述分析装置(7)为阻抗分析仪，或多用电表，或电化学工作站。
8.如权利要求I所述的细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置，其特征在于，微孔薄膜(3)的厚度小于等于200微米，面积小于等于5平方厘米，微孔薄膜(3)上的微孔孔径小于等于8微米；微孔薄膜(3)的材料为微流控领域用的聚合物材料，或光胶SU8。
专利摘要本实用新型涉及一种细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置，特别适用于细胞电阻抗测量、细胞迁移、癌症检测、药物筛选、微流控及纳米技术应用，它包括腔体，其中部有能容纳液体的腔室，该腔室其中部由一个微孔薄膜将腔室隔成上腔室和下腔室；上腔体的电极孔插入的是上腔室电极，下腔体的电极孔插入的是下腔室电极，两电极分别与分析装置联接；下腔体的下部有与外部联通的液体进出通道。本实用新型的优点是1、实时检测细胞，对体外培养细胞跨膜迁移过程进行高分辨、实时和无损伤、可靠跟踪测控、分析；2、提高检测灵敏度实现对单细胞的跨膜迁移追踪；3、减小人为测控误差；4、操作简便、精确度高；5、制造简单，成本低。
文档编号G01N27/02GK202522535SQ20122001605
公开日2012年11月7日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者刘剑淼, 江莲梅, 汪莉, 石剑, 陈勇 申请人:武汉介观生物科技有限责任公司