[发明专利]一种高通量器官芯片及其应用

权利要求书

1.一种高通量器官芯片，其特征在于，所述芯片包括：多个培养模块；

单个培养模块包括：第一培养层(1)、第二培养层(2)、多孔隔膜层(3)和电极层(4)；

所述第一培养层(1)为开放式培养层；

所述第二培养层(2)为封闭式培养层；

所述第一培养层(1)设置有细胞培养孔(11)和至少两个流体孔(12)；所述细胞培养孔(11)和所述流体孔(12)相邻设置；

所述第二培养层(2)设置有细胞培养流道(21)；

所述细胞培养流道(21)与所述流体孔(12)相连通；

所述多孔隔膜层(3)设置于所述细胞培养流道(21)和所述细胞培养孔(11)之间；

所述电极层(4)设置于所述第二培养层(2)远离所述第一培养层(1)的一侧。

2.根据权利要求1所述的高通量器官芯片，其特征在于，

所述多孔隔膜层(3)的材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯和玻璃中的至少一种；

所述多孔隔膜层(3)的孔径为0.4um～3um。

3.根据权利要求1所述的高通量器官芯片，其特征在于，

所述电极层(4)上设置有电极结构(41)；

所述电极结构(41)为两圈环形结构；

所述电极结构(41)的一端设置于所述细胞培养流道(21)处；所述电极结构(41)与所述细胞培养流道(21)内的液体相接触；

在进行跨膜电阻的测量的情况下，所述电极结构(41)与所述细胞培养孔(11)内插入的电极配合。

4.根据权利要求1所述的高通量器官芯片，其特征在于，所述细胞培养孔(11)用于培养类器官、细胞球状体或单层贴壁细胞中的至少一种，以及储存细胞培养基或药物稀释液。

5.根据权利要求1所述的高通量器官芯片，其特征在于，所述细胞培养流道(21)用于静态培养或动态培养上皮或内皮屏障细胞构成的生物屏障细胞层；

所述动态培养为基于目标对象的血液流动的参数设置所述细胞培养流道(21)内流体的参数；

在动态培养时，所述流体孔(21)与蠕动泵或注射泵连接，所述蠕动泵或所述注射泵控制细胞培养流道(21)中溶液的流速。

6.根据权利要求1所述的高通量器官芯片，其特征在于，所述器官芯片中包括多个阵列排布的培养模块。

7.根据权利要求1所述的高通量器官芯片，其特征在于，

所述细胞培养孔(11)的孔径为5～20mm；

所述流体孔(12)的孔径为0.8～3mm。

8.根据权利要求1所述的高通量器官芯片，其特征在于，

所述器官芯片的加工方式为一体成型和分层加工中的至少一种；

所述器官芯片的微加工方法包括玻璃内雕法、数控铣刻方法、激光刻蚀方法、化学腐蚀方法、软刻蚀方法、注塑成型、热压法、金属溅射和金属电镀中的至少一种。

9.根据权利要求3所述的高通量器官芯片，其特征在于，所述高通量器官芯片还包括移液工作站；

移液工作站用于对所述第一培养层(1)进行加液、换液和采样处理；

所述移液工作站的xyz三轴位移臂将可插入式电极棒浸入所述细胞培养孔(11)与所述电极结构(41)配合进行跨膜电阻的测量。

10.一种高通量器官芯片的应用，其特征在于，根据权利要求1-9任一项所述高通量器官芯片结构的应用，用于模拟预设生理环境结构。