[发明专利]一种细胞流体实验用生物芯片使用方法

说明书

发明提供了一种细胞流体实验用生物芯片使用方法，其特征在于包含：第一步选取的芯片形状规格，计算出实验流体流速下的细胞培养区的流体流动网络。第二步用选好的芯片，分成实验组和对照组，在相同条件下培养实验细胞。第三步，待细胞贴壁生长后，持续注入实验要求的一定流速的流体。第四步，通过高速高清摄像机检测流体作用力下细胞的分化情况。第五步，实验结束，将废液排出。本发明芯片具有下列有益效果，比普通芯片多设置了不同流体力学实验条件下的培养检测单元，在细胞培养过程中施加不同的剪切力，达到即时、有效、微量观测。能够在检测的时间段内进行实时监测，控制流体输入速率，保证检测的可靠性，使得实验检测结果更能反应真实的细胞生长环境，掌握剪切力对细胞的影响。

技术领域

本发明涉及一种试验专用的细胞培养的生物芯片的使用方法，从使用上讲，是一种运用在细胞培养实验中的用于流体实验的细胞培养生物芯片的使用方法。

背景技术

传统的生物芯片技术存在着许多难以解决的问题，主要表现在传统生物芯片采用的是离体的基因与蛋白分子，经历从细胞内环境提取、分离、提纯、表面粘附、分子结合等等一系列处理之后，处理后的细胞发生变化，并不能起到及时观察，分析的作用。所以，要改变这种状况，必须从根本上彻底改变生物芯片的设计思路，设计一种能形成实时观察对比的芯片。在对细胞的分化和增殖研究中，细胞力学实验经常用到，模拟体内流体，细胞探究对不同剪切力的影响是其中的一项，但目前缺乏用于剪切力实验的细胞培养生物芯片，已达到能够获取模拟流体力学条件下的细胞对剪切力的实时反映状况。

因此，需要发明提供一种用于细胞流体实验的生物芯片及其使用方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的技术内容是一种细胞流体实验用生物芯片使用方法，其特征在于：在长方形或圆形的芯片一侧有2排共4个注射孔，注射孔两两为一对，每对2个注射孔各自分别连接一条共2条V通道，2条V通道呈“Y”型汇流到左右对称的2条连接通道。2条连接通道分别连接培养区一和培养区二，两个培养区对称分布。2个培养区另一端，各连接有连接通道，2条连接通道最后汇流到1个废液池。废液池通过排出通道与排出口连接。所述培养区一和培养区二的进口和出口的两边与连接通道两边都是圆弧过渡，以减少出现湍流。培养区一的边是由R=0.5mm-1mm的圆弧壁开口相互反向，弧的两端相互连接串联，连接成俯视成凹凸的线条形状，类似波浪形状。培养区二的边是由R=3mm-5mm的圆弧壁开口相互反向，弧的两端相互连接串联，连接成俯视成凹凸的线条形状，类似波浪形状。此设计，主要是增加流体对细胞的作用力，同时又尽量避免产生涡流。由于培养区一和培养区二的宽窄边不同，造成两区内部的剪切力不同。细胞在两区中进行培养，对比分析出在不同剪切力的作用下干细胞的分化情况。或者，所述芯片的培养区一和培养区二的边的形状有波浪是尖锥形的另一种规格。培养区一和培养区二的边的形状是俯视呈现为相同大小的尖锥相互反向开口，锥两边端头相互连接串联成的形状。培养区一尖锥形的边长是0.5mm-1mm，两边之间的凸凹角α₁是α₁≤60°的尖角。培养区二的尖锥形的边长是2mm-5mm，两边之间的凸凹角α₂是α₂≤90°的尖角。也就是本发明的芯片有圆弧凹凸边形和锐角的尖角凹凸边形，这2种形状规格。此设计是为了对比实验，增加产生湍流，形成涡流，比较力学刺激的变化对细胞的影响。所述培养区一和培养区二的长L相等，并且L≥20mm，培养区一和培养区二的最宽度尺寸D相等，并且D尺寸是连接通道宽度尺寸d的3倍以上，即D≥3d。此设计是满足实验条件的最优化。并能够依据实验要求根据流体力学公式计算，调整研究不同的宽度下的剪应力，研究相同或者不相同流速下产生的剪应力变化对细胞的影响其特征在于，使用操作步骤如下。

第一步，根据细胞剪切力实验，选取的芯片培养区一和培养区二的形状，并设计好实验所需流速，将选好的芯片的矩形培养区和锥形培养区的形状和尺寸，以及全部通道尺寸输入计算机内，用CAD软件制图；然后将制图数据导入流体模拟软件中，计算出实验流体流速下的培养区一和培养区二的流体流动网络。