[发明专利]一种多剪切力微流控芯片中单细胞精准图案化方法

说明书

本发明公开了一种多剪切力微流控芯片中单细胞精准图案化方法，包括：步骤一、在图案印章带有图案的一侧滴加蛋白液，避光孵育后，将图案印章沾洗后吹干；步骤二、将图案印章按压在基底玻片上并静置，得到带有多个蛋白微图案区域的基底玻片；步骤三、将基体玻片放入培养皿中，并向培养皿中注入细胞悬液后，放入培养箱中培养，在多个蛋白微图案区域得到贴壁生长的细胞图案；步骤四、将基底玻片贴放在PDMS芯片底部，利用PDMS芯片连通至基底玻片的抽气孔和芯片底部的负压真空通道进行真空负压密封，使基底玻片与PDMS芯片密封；步骤五、在PDMS芯片的加样孔中加入液体，液体分流后进入多个反应室，由反应室一侧流向另一侧对细胞图案进行流体剪切力刺激。

技术领域

本发明涉及细胞培养技术，更具体的是，本发明涉及一种多剪切力微流控芯片中单细胞精准图案化方法。

背景技术

从二十世纪七十年代开始，图案化技术开始用于生物分子和细胞。细胞图案化技术主要分为两类：一类是通过表面修饰形成细胞黏附生长的图案化区域，使细胞选择性地黏附生长形成图案；另一类是通过可移除的物理障碍将细胞限制在图案化的区域生长，形成细胞图案。

在现有技术中，细胞图案化的方法主要分为光刻和软刻蚀。光刻利用紫外光将掩膜上的几何图案转移到基底上，首先在基底上铺一层光敏聚合物光刻胶，然后基底在光掩膜覆盖下曝光显影形成图案，将表面修饰材料吸附在基底表面后，将基底浸入到有机溶剂中将光刻胶洗脱，这样就在底面上形成表面修饰蛋白质的图形，细胞就会按照已修饰的图形粘附和生长，形成细胞图案。

软刻蚀技术通过使用高分子聚合物，例如聚二甲基硅氧烷(PDMS)，在有图案的底膜上形成印章，达到复制微米甚至纳米尺度结构的目的。常用到的有微接触印刷(Mirco-contact printing,μCP)、微流控图案化以及模板图案化。其中，传统的微接触印刷只能形成一种或两种分子图案，只有使用多级印章才可以形成多种分子的图案，但操作过程比较复杂。微流控图案化是一个与微接触印刷相关的过程，但与微接触印刷不同的是PDMS模板底面具有微通道网络。由于微流控图案化是运用不同分子的溶液来形成图案，因此一般来说每一种分子的图案在表面上都是连续分布的，这就限制了图案形状的多样性。模板图案化是一种不需要对基底进行化学修饰也可进行细胞图案化的方法，但多用于适用于制备圆形、方形等简单图案比较容易。

无论是微接触印刷μCP和微接触剥离为代表的软光刻图案化，还是光刻技术的图案化，亦或是微通道、微孔限域的图案化技术，都可以实现单细胞水平的精准控制。然而在微流控芯片的微米级通道中实现单细胞图案化，却一直没有得到有效解决。

2006年Lab-on-chip杂志报道一种将利用PDMS印章作为保护层，将微流控芯片等离子键合与蛋白图案一步化完成，但是细胞图案的控制尺度只能达到50-100μm，无法实现单个细胞控制，单细胞控制要求精度在1μm～30μm。这样无法满足体现微流控芯片在模拟细胞生物物理、化学、机械环境的优势。近二十年，在实现单细胞图案化的基础上，给细胞施加机械、药物等刺激时，只能采用传统的模式，构建三明治结构的流室，采用按压密封或者负压密封的方式。

因此，本发明提供了一套简单、快捷的微流控芯片中单细胞精准图案化的方法，为细胞空间位置、多条件微环境与细胞相互作用领域的研究提供新的研究技术与策略。

发明内容

本发明设计开发了一种多剪切力微流控芯片中单细胞精准图案化方法，解决芯片中单细胞控制精度问题，控制精度达到1μm～30μm。

本发明的另一个技术目的是，实现芯片中图案化、流体刺激、真空分装一步实现的问题；解决多图案与多剪切同步刺激的问题。

本发明提供的技术方案为：

步骤一、对基底玻片进行预处理；在图案印章带有图案的一侧滴加促细胞贴壁的蛋白液(纤维粘连蛋白Fibronectin或胶原蛋白Collagen等)，避光孵育后，将所述图案印章沾洗后吹干；