[发明专利]细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置及其制造方法和应用方法

说明书

技术领域：

本发明涉及细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置及其制造方法和应用方法，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：

本发明所提供的细胞迁移高分辨率阻抗实时跟踪测控装置及其制造方法和应用方法，其目的是：1、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装置制造简单，造价低廉；7、特别用于快速、高通量的药物筛选和疾病诊断。

本发明的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。