CN117844636A - 基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及细胞培养器具技术领域，尤其涉及一种基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置及系统。该基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置包括：依次层叠设置的盖板、中层板和底板组件。底板组件包括：第一板体，第一板体上形成有多组第一微流体通道结构，每组第一微流体通道结构包括：多个微流体通道形成的并联结构；中层板上形成有多个第一通孔结构，且每个微流体通道与多个第一通孔结构连接；盖板上设有流体进口管道和流体出口管道，用于与第一通孔结构连通。本发明的一种基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置及系统，可实现细胞静态培养自动化、实验室条件下的细胞动态培养、可模拟体内环境、兼容性优异、采用多通道培养、筛选效率高。
Description
技术领域
本发明涉及细胞培养器具技术领域，尤其涉及一种基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置及系统。
背景技术
多孔板通常又被称为微孔板或微量板，在细胞培养和检测中扮演着非常重要的角色，其主要用于：细胞培养、高通量筛选、细胞计数和细胞活性检测、酶联免疫吸附测定(简称：ELISA)、细胞迁移和侵袭实验、细胞凋亡和细胞周期分析、细胞共培养、微生物培养和检测等。多孔板为细胞生物学研究提供了一个方便、高效和标准化的平台，使得研究者可以在同一时间对多个样本或条件进行实验。细胞灌注培养是另一种细胞培养技术，其中培养基通过细胞培养系统连续或定期地循环流动，以提供细胞所需的营养并移除代谢废物。这种培养方式与传统的静态培养方式不同，后者通常涉及将细胞放在一个固定的培养环境中，直到换液或收获细胞。细胞灌注培养的特点和作用包括：持续供应营养和氧气、有效移除代谢废物、提高产物产量、模拟体内环境、减少培养介质的使用和适用于大规模生产。因此，细胞灌注培养为细胞提供了一个更加动态和模拟体内环境的培养条件，从而支持更高的细胞生长和产物产量。
作为一种传统的细胞静态培养装置，生物实验室中多孔板细胞培养与检测技术相对成熟方便。但多孔板中的培养基无法连续或定期地循环流动，以便及时提供细胞所需的营养并移除代谢废物。因此，无法有效满足实验室条件下一系列现代生物实验，如：
1)生物制药实验，制备治疗性蛋白质、抗体和其他生物制品；
2)细胞疗法实验，扩增用于细胞疗法的细胞，如T细胞或干细胞；
3)组织工程实验，培养组织工程构件
，以模拟体内的血流和营养供应；
4)药物筛选实验，药物的细胞毒性测试与高通量筛选。
因此，有必要在现有多孔板技术的基础上，开发一种能解决上述问题、适合高通量药物筛选和体内环境模拟等应用的、与标准孔板兼容的和基于微流控技术的细胞生物测试装置和灌注平台。
发明内容
本发明提供一种基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置及系统，用以解决现有技术中多孔板中的培养基无法连续或定期地循环流动，不适合高通量药物筛选和体内环境模拟等应用，且兼容性差的缺陷。
本发明提供一种基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置，包括：依次层叠设置的盖板、中层板和底板组件；
其中，所述底板组件包括：
第一板体，所述第一板体上形成有多组第一微流体通道结构，每组所述第一微流体通道结构包括：多个微流体通道形成的并联结构；
所述中层板上形成有多个第一通孔结构，且每个所述微流体通道与多个所述第一通孔结构连接；
所述盖板上设有流体进口管道和流体出口管道，且每组所述第一微流体通道结构所对应的多个所述第一通孔结构中至少有一个与所述流体进口管道连通以及至少有一个与所述流体出口管道连通。
根据本发明提供的一种基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置，所述第一板体上还形成有多组第二微流体通道结构，每组所述第二微流体通道结构包括：一个微流体通道，且每组所述第二微流体通道结构的端部分别与所对应的多个所述第一通孔结构中的一个连通，用于细胞静态培养比对研究。
根据本发明提供的一种基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置，所述底板组件还包括：
第二板体，所述第二板体上形成有多个第二通孔结构，且所述第二通孔结构与所述第一通孔结构对应设置；
第三板体，所述第一板体设于所述第二板体和所述第三板体之间。
根据本发明提供的一种基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置，所述盖板上形成有多个槽道，所述槽道用于设置所述流体进口管道和所述流体出口管道。
根据本发明提供的一种基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置，所述盖板上形成有交替设置的透明孔盖和透明观察窗口，所述透明孔盖和所述透明观察窗口分别与所述第一通孔结构对应设置，且所述槽道穿设于所述透明孔盖。
根据本发明提供的一种基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置，还包括：
第一侧板，所述第一侧板设于所述盖板的外缘；
第二侧板，所述第二侧板为台阶型结构，所述第二侧板设于所述中层板的外缘，所述第一侧板对应贴合在所述第二侧板的外壁上，以使所述盖板扣设在所述中层板的上表面。
根据本发明提供的一种基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置，所述底板组件设置在所述第二侧板的内侧，并与中层板通过粘接或焊接固定连接在一起，形成底部带微流控通道的复合多孔板结构。
根据本发明提供的一种基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置，每组所述第一微流体通道结构包括：三个微流体通道形成的并联结构。
根据本发明提供的一种基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置，每个所述微流体通道与三个所述第一通孔结构连接。
本发明还提供一种基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养系统，包括：通过软管依次连接的可编程泵入装置、滤液池、储液池、泄气阀和本发明实施例中的基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置，以形成一组独立的流体灌注控制通道，并在可编程泵入装置的控制下，使得每个微流体通道中培养基同时自动连续或定期地循环流动，且培养基不会从培养孔中溢出。
本发明提供的一种基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置，其包括：盖板、中层板和底板组件；盖板上设置流体进口管道和流体出口管道，并与中层板的第一通孔结构连通；底板组件形成有多组第一微流体通道结构，每组第一微流体通道结构由多个微流体通道组成并联结构，且微流体通道通过对应的第一通孔结构与流体进口管道、流体出口管道连通。本发明提供的一种基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置，具有以下有益效果：
1、可实现细胞静态培养自动化。其能够模拟常规的细胞静态培养，并依靠编程，可以通过流体进口管道和流体出口管道定期自动更换培养液，节省人力和时间。
2、可实现实验室条件下的细胞动态培养。能够通过与灌注系统配合，在压差作用下，使得培养基连续或定期地循环流动，从而及时提供细胞所需的营养并移除代谢废物，可实现实验室条件下的细胞动态培养。
3、可模拟体内环境。微流体灌注更接近于体内的微循环环境，可以更好地模拟细胞在体内的自然状态。
4、兼容性优异。可以作为一个细胞静态培养器件单独使用，其作用效果与常规多孔板无异；还可以与实验室常用的基于多孔板的细胞生物学检验、检测及分析仪器设备完全兼容。因此，该装置可广泛应用于实验室条件下的生物制药实验、细胞疗法实验、组织工程实验和药物筛选实验。
5、多通道培养/筛选效率高。该装置具有多个第一微流体通道结构，且每个第一微流体通道结构由多个微流体通道并联连接，可同时实现相同环境条件下细胞对不同药物浓度的耐药性筛选测试等操作，适应于高通量的药物筛选、比对性的组织工程实验等操作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明其中一个实施例中提供的基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置第一视角的结构示意图；
图2是本发明其中一个实施例中提供的基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置第二视角的结构示意图；
图3是本发明其中一个实施例中提供的盖板去掉流体进口管道和流体出口管道后的结构示意图；
图4是本发明其中一个实施例中提供的中层板的结构示意图；
图5是本发明其中一个实施例中提供的基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置去掉盖板后的结构示意图；
图6是本发明其中一个实施例中提供的底板组件的结构示意图；
图7是本发明其中一个实施例中提供的底板组件去掉第二板体后的结构示意图；
图8是本发明其中一个实施例中提供的第一板体的俯视图；
图9是本发明其中一个实施例中提供的第三板体的结构示意图；
图10是本发明其中一个实施例中提供的基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养系统的结构示意图。
附图标记：
10：盖板；20：中层板；30：底板组件；
31：第一板体；311：第一微流体通道结构；312：第二微流体通道结构；313：微流体通道；32：第二板体；321：第二通孔结构；33：第三板体；
21：第一通孔结构；22：第二侧板；23：定位件；
11：流体进口管道；12：流体出口管道；13：透明孔盖；14：透明观察窗口；15：槽道；16：第一侧板
100：泵入装置；200：滤液池；300：储液池；400：基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置；500：泄气阀。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
下面结合图1-图9描述本发明的一种基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置400。该基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置400包括：依次层叠设置的盖板10、中层板20和底板组件30。在使用状态时，盖板10、中层板20和底板组件30为由上至下依次层叠设置。
其中，底板组件30包括：第一板体31，第一板体31上形成有多组第一微流体通道结构311，每组第一微流体通道结构311包括：多个微流体通道313形成的并联结构。中层板20上形成有多个第一通孔结构21，且每个微流体通道313与多个第一通孔结构21连接；盖板10上设有流体进口管道11和流体出口管道12，且每组第一微流体通道结构311所对应的多个第一通孔结构21中至少有一个与流体进口管道11连通以及至少有一个与流体出口管道12连通。
具体来说，第一通孔结构21作为培养孔，用于盛放培养基，以提供细胞所需的营养。通过在第一板体31上设计多个第一微流体通道结构311，用于连接相应功能的第一通孔结构21，同一组的第一微流体通道结构311中的多个微流体通道313通过其上方的第一通孔结构21进行相互连通，其具体实现方式是：第一通孔结构21的直径大于微流体通道313端部圆孔的直径，使得第一通孔结构21至少部分与微流体通道313的中间部分的流道连通，从而实现多个微流体通道313并联连通。可以理解的是，每组第一微流体通道结构311上的流体进口管道11和流体出口管道12应分别连接在不同的第一通孔结构21中，并且流体进口管道11和流体出口管道12应伸入第一通孔结构21中，但不应插入到底，其与第一通孔结构21的底部应具有一定距离，以免由于液体抽干后气体从第一通孔结构21底部进入微流控通道，产生表面张力造成细胞脱落或损伤。
本发明的基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置400可以与多通道微流体控制系统(例如可编程蠕动泵等)配套使用，为培养基提供动力，使培养基在液体压差的作用下，在对应的第一通孔结构21和微流体通道313中连续或定期地循环流动，从而及时提供细胞所需的营养并移除代谢废物，且培养基不会从第一通孔结构21中溢出。其还可以模拟常规的细胞静态培养，利用可编程控制，并通过流体进口管道11和流体出口管道12，以实现定期培养液更换，节省人力和时间。
由于在底板组件30上设计了第一微流体通道结构311，该第一微流体通道结构311由多个微流体通道313并联形成，从而实现了与多个第一通孔结构21的互通，利用流体进口管道11灌注培养基和流体出口管道12排出培养基，其微流体灌注的形式更接近于体内的微循环环境，因此，它可以更好地模拟细胞在体内的自然状态，包括生物流体动力学特征。
在对应的第一通孔结构21和微流体通道313中，可用来对细胞或微生物进行培养和扩增，并通过染色在荧光显微镜下进行细胞计数和/或细胞活性检测等操作。本发明实施例中的基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置400，不但可以用于常规的细胞静态培养，而且可用于细胞的动态灌注培养；并且与现有的基于多孔板的细胞检仪器设备兼容。
本发明提供的一种基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置400，其包括：盖板10、中层板20和底板组件30；盖板10上设置流体进口管道11和流体出口管道12，并与中层板20的第一通孔结构21连通；底板组件30形成有多组第一微流体通道结构311，每组第一微流体通道结构311由多个微流体通道313组成并联结构，且微流体通道313通过对应的第一通孔结构21与流体进口管道11、流体出口管道12连通。本发明提供的一种基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置400，具有以下有益效果：
1、可实现细胞静态培养自动化。其能够模拟常规的细胞静态培养，并依靠编程，可以通过流体进口管道11和流体出口管道12定期自动更换培养液，节省人力和时间。
2、可实现实验室条件下的细胞动态培养。能够通过与灌注系统配合，在压差作用下，使得培养基连续或定期地循环流动，从而及时提供细胞所需的营养并移除代谢废物，可实现实验室条件下的细胞动态培养。
3、可模拟体内环境。微流体灌注更接近于体内的微循环环境，可以更好地模拟细胞在体内的自然状态。
4、兼容性优异。可以作为一个细胞静态培养器件单独使用，其作用效果与常规多孔板无异；还可以与实验室常用的基于多孔板的细胞生物学检验、检测及分析仪器设备完全兼容。因此，该装置可广泛应用于实验室条件下的生物制药实验、细胞疗法实验、组织工程实验和药物筛选实验。
5、多通道培养/筛选效率高。该装置具有多个第一微流体通道结构311，且每个第一微流体通道结构311由多个微流体通道313并联连接，可同时实现相同环境条件下细胞对不同药物浓度的耐药性筛选测试等操作，适应于高通量的药物筛选、比对性的组织工程实验等操作。
在本发明的其中一个实施例中，第一板体31上还形成有多组第二微流体通道结构312，每组第二微流体通道结构312包括：一个微流体通道313，且每组第二微流体通道结构312的端部分别与所对应的多个第一通孔结构中的一个连通，用于细胞静态培养比对研究。如图7和图8所示，在第一板体31上，第二微流体通道结构312设置在第一微流体通道结构311的外侧，每个第二微流体通道结构312仅有单个微流体通道313，该微流体通道313的两端分别与多个第一通孔结构21中的两个连接，可以作为一个细胞静态培养器件单独使用，其作用效果与常规多孔板无异；还可以与实验室常用的基于多孔板的细胞生物学检验、检测及分析仪器设备完全兼容。因此，该装置可广泛应用于实验室条件下的生物制药实验、细胞疗法实验、组织工程实验和药物筛选实验。在本实施例中，第一板体31上形成有多组第一微流体通道结构311和第二微流体通道结构312，其可以实现细胞静态培养和细胞动态培养，且兼容性强。
在本发明的其中一个实施例中，如图6和图9所示，底板组件30还包括：第二板体32和第三板体33。其中，第二板体32上形成有多个第二通孔结构321，且第二通孔结构321与第一通孔结构21对应设置；第一板体31设于第二板体32和第三板体33之间。在本实施例中，底板组件30由第二板体32、第一板体31和第三板体33由上至下依次层叠固定组成，从而形成了一种复合多孔板结构(以下多简称为复合多孔板)，第二板体32上形成有多孔结构，也即第二通孔结构321，与第一通孔结构21相对应设置，流体进口管道11和流体出口管道12可以分别通过第一通孔结构21与第二通孔结构321连接。第三板体33作为底板组件30底层结构，其为无孔透明平板结构，如图9所示，从图2角度来看，可以直接透过透明的第三板体33观察到第一板体31的结构。
在本发明的其中一个实施例中，最底层的第三板体33为整片厚度为200微米左右的材料，如PET、PP和PC等无色透明的无定性热塑性材料切割而成，作为流体通道的底部；中间层的第一板体31为厚度为450微米左右的、切有流体通道和结构的双面胶层(材料为ARcare 8939)，作为流体通道的结构面；最上面一层的第二板体32为设计有流体通孔的PCR塑料膜，作为流体通道的顶部。上述三层结构也可以由其它具有细胞生物兼容性的材料制成。最后，整个底板组件30的三层机构通过粘接或其它方式与无底多孔板(即中层板20)无漏连接，形成底部带微流控通道的复合多孔板。
在本发明的其中一个实施例中，盖板10上形成有多个槽道15，槽道15用于设置流体进口管道11和流体出口管道12。在本实施例中，如图3所示，通过在盖板10上设置多个槽道15，用于容纳流体进口管道11和流体出口管道12，当盖板10与中层板20扣合时，流体进口管道11和流体出口管道12的一端会伸入到相应的第一通孔结构21中，另一端分别与公母鲁尔接头连接，可用于封闭自连以进行细胞静态培养(或光学检测)，或与多通道蠕动泵连接以进行细胞动态灌注。
在本发明的其中一个实施例中，盖板10上形成有交替设置的透明孔盖13和透明观察窗口14，透明孔盖13和透明观察窗口14分别与第一通孔结构21对应设置，且槽道15穿设于透明孔盖13，使得流体进口管道11和流体出口管道12从透明孔盖13下方与第一通孔结构21连通。在本实施例中，通过盖板10上的透明孔盖13对一部分第一通孔结构21进行覆盖，以避免孔内培养基被污染。由于第一微流体通道结构311的多个微流体通道313并联结构，保证每组第一微流体通道结构311中的第一通孔结构21至少有一个与流体进口管道11连通，至少有一个与流体出口管道12连通即可满足培养基的互通。
在本发明的其中一个实施例中，该基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置400还包括：第一侧板16和第二侧板22。其中，第一侧板16设于盖板10的外缘；第二侧板22为台阶型结构，第二侧板22设于中层板20的外缘，第一侧板16对应贴合在第二侧板22的外壁上，以使盖板10扣设在中层板20的上表面。在本实施例中，通过第一侧板16扣合设置在第二侧板22的台阶型结构上，一方面使得将盖板10可以轻易组装到中层板20的上层位置，另一方面第一侧板16与台阶型结构之间形成限位，在盖板10扣设在中层板20上方后，流体进口管道11和流体出口管道12能够对应插入到第一通孔结构21中，便于组装和定位。
在本发明的其中一个实施例中，底板组件30设置在第二侧板22的内侧，并与中层板通过粘接或焊接固定连接在一起，形成底部带微流控通道的复合多孔板结构。在本实施例中，底板组件30与中层板为通过粘接或焊接等结合方式，固定在一起，并通过在第二侧板22的内侧设置定位件23，用于辅助底板组件30与中层板20二者之间的精准定位，保证二者之间的通孔结构(也即第二通孔结构321与第一通孔结构21)实现一一对准。
在本发明的其中一个实施例中，每组第一微流体通道结构311包括：三个微流体通道313形成的并联结构；每个微流体通道313与三个第一通孔结构21连接。具体来说，如图8所示，第一板体31上设置了8组第一微流体通道结构311和8组第二微流体通道结构312，每组第一微流体通道结构311以三个微流体通道313并联形成，每组第二微流体通道结构312仅由一条微流体通道313组成，每条微流体通道313对应与三个第一通孔结构21(也即培养孔)连接，其中一个与流体进口管道11连接，还有一个与流体出口管道12连接。
在本发明的其中一个实施例中，该基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置400均为一次性使用耗材。
本发明还提供一种基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养系统。该基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养系统包括：通过软管依次连接的可编程蠕动泵入装置100、滤液池200、储液池300、泄气阀500和本发明上述实施例中的基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置400，以形成一组独立的流体灌注控制通道，并在可编程泵入装置的控制下，使得每个微流体通道中培养基同时自动连续或定期地循环流动，且培养基不会从培养孔中溢出。即该系统通过可编程泵入装置，可以设定管道中流体流动的流速和流量、启停时间、连续或定期循环的方式。
如图10所示，将泵入装置100、滤液池200、储液池300和本发明实施例中提供的一种基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置400依次通过流体管和连接头等进行连接组装，在储液池300的进口端设置泄气阀500，其中，储液池300用来存储新鲜的培养基，滤液池200用来收集含代谢废物的培养基，泄气阀500用来辅助系统气体压力的控制。上述每组零部件通过软管连接形成一个独立的流体灌注控制通道，并在泵入装置100(例如：可编程蠕动泵)的控制下，使得每个微流体通道313中培养基的连续或定期地循环流动，且培养基不会从培养孔中溢出。
基于本发明实施例中基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置400与其自适应灌注控制系统(即包括可编程蠕动泵入装置100、滤液池200和储液池300等)之间为一种可快速连接和拆卸关系。处于拆卸状态时，基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置400的微流体通道313与自适应灌注控制系统的流体通道各自可通过公母鲁尔接头自闭连接，以防止流道被污染，也有助于装置的灭菌操作及其无菌状态的维持。
本发明实施例提供的一种基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养系统，其工作原理如图10所示，其目的是通过管道连接和蠕动泵的驱动，将新鲜培养基从储液池300注入复合多孔板上相应的微流体通道313，以对其中的细胞进行动态培养，并将代谢废液从细胞培养微流体通道313中移除并收集在独立的滤液池200中，实现培养基连续或定期地循环流动，以提供细胞所需的营养并移除代谢废物。
具体操作时，其步骤如下：1)可将需要动态培养的细胞先以悬浮液的形式通过移液器植入复合多孔板上相应的微流体通道313中；2)将新鲜培养基或需筛选的、带有不同浓度药物的培养液加入到相应的储液池300中，然后通过管道(和连接头)与复合多孔板盖板10上相应的流体通道、蠕动泵和相应的废液滤液池200依次气密连接；3)通过可编程蠕动泵设置管道中流体流动的流速和流量、启停时间、连续或定期循环的方式；4)将整个培养灌注系统置于托盘之上，启动蠕动泵，检查管道连接并确保各通道的流体无泄漏后，将培养灌注系统连同托盘一起放入细胞培养箱中进行细胞动态灌注培养；5)培养结束后，将整个培养灌注系统连同托盘从细胞培养箱取出。然后，将复合多孔板盖板10上的流体通道与灌注控制系统的连接断开，并将每个通道的流体进口管道11与流体出口管道12通过其公母鲁尔连接头对接，形成自闭连接。或者，可取一套常规多孔板，使其盖板与复合多孔板盖板10交换；6)此时，整个闭合多孔板微流控细胞灌注培养装置将与常规多孔板完全兼容，可对其中的细胞进行后续染色和细胞生物学测试等操作。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置，其特征在于，包括：依次层叠设置的盖板、中层板和底板组件；
其中，所述底板组件包括：
第一板体，所述第一板体上形成有多组第一微流体通道结构，每组所述第一微流体通道结构包括：多个微流体通道形成的并联结构；
所述中层板上形成有多个第一通孔结构，且每个所述微流体通道与多个所述第一通孔结构连接；
所述盖板上设有流体进口管道和流体出口管道，且每组所述第一微流体通道结构所对应的多个所述第一通孔结构中至少有一个与所述流体进口管道连通以及至少有一个与所述流体出口管道连通。
2.根据权利要求1所述的基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置，其特征在于，所述第一板体上还形成有多组第二微流体通道结构，每组所述第二微流体通道结构包括：一个微流体通道，且每组所述第二微流体通道结构的端部分别与所对应的多个所述第一通孔结构中的一个连通，用于细胞静态培养比对研究。
3.根据权利要求1所述的基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置，其特征在于，所述底板组件还包括：
第二板体，所述第二板体上形成有多个第二通孔结构，且所述第二通孔结构与所述第一通孔结构对应设置；
第三板体，所述第一板体设于所述第二板体和所述第三板体之间。
4.根据权利要求1所述的基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置，其特征在于，所述盖板上形成有多个槽道，所述槽道用于设置所述流体进口管道和所述流体出口管道。
5.根据权利要求4所述的基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置，其特征在于，所述盖板上形成有交替设置的透明孔盖和透明观察窗口，所述透明孔盖和所述透明观察窗口分别与所述第一通孔结构对应设置，且所述槽道穿设于所述透明孔盖。
6.根据权利要求1所述的基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置，其特征在于，还包括：
第一侧板，所述第一侧板设于所述盖板的外缘；
第二侧板，所述第二侧板为台阶型结构，所述第二侧板设于所述中层板的外缘，所述第一侧板对应贴合在所述第二侧板的外壁上，以使所述盖板扣设在所述中层板的上表面。
7.根据权利要求6所述的基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置，其特征在于，所述底板组件设置在所述第二侧板的内侧，并与中层板通过粘接或焊接固定连接在一起，形成底部带微流控通道的复合多孔板结构。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置，其特征在于，每组所述第一微流体通道结构包括：三个微流体通道形成的并联结构。
9.根据权利要求1至7中任意一项所述的基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置，其特征在于，每个所述微流体通道与三个所述第一通孔结构连接。
10.一种基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养系统，其特征在于，包括：通过软管依次连接的可编程泵入装置、滤液池、储液池、泄气阀和权利要求1至9中任意一项所述的基于标准多孔板的微流控细胞灌注培养装置，以形成一组独立的流体灌注控制通道，并在可编程泵入装置的控制下，使得每个微流体通道中培养基同时自动连续或定期地循环流动，且培养基不会从培养孔中溢出。
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|---|---|---|---|---|
| CN119979328A (zh) * | 2025-04-16 | 2025-05-13 | 中国农业科学院果树研究所 | 细胞培养装置 |
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- 2023-11-30 CN CN202311625976.3A patent/CN117844636A/zh active Pending
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