生物反應(yīng)裝置及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種生物反應(yīng)裝置，該裝置包含：細(xì)胞載板，所述細(xì)胞載板上形成有多個第一通孔，所述第一通孔限定出細(xì)胞培養(yǎng)空間，并含有突起部；以及儲液板，所述儲液板上形成有多個第二通孔，所述第二通孔中限定出儲液空間，其中，所述多個第一通孔與所述多個第二通孔一一對應(yīng)，利用該反應(yīng)裝置可以實現(xiàn)微小化的凝膠收縮實驗，實驗成本低。
【專利說明】生物反應(yīng)裝置及其應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物工程領(lǐng)域，具體地，涉及生物反應(yīng)裝置及其應(yīng)用，更具體地，涉及 生物反應(yīng)裝置和生物反應(yīng)系統(tǒng)及其用于細(xì)胞培養(yǎng)的方法，生物反應(yīng)裝置和生物反應(yīng)系統(tǒng)在 細(xì)胞培養(yǎng)中的用途，以及生物反應(yīng)裝置和生物反應(yīng)系統(tǒng)在藥物篩選中的用途。

【背景技術(shù)】
[0002] 高通量體外藥物評價方法一直是生物制藥領(lǐng)域的重要課題。由于高通量篩選要求 反應(yīng)總體積小，而且反應(yīng)具有較高特異性和敏感性，因此對于篩選模型也要求較高。目前， 商業(yè)化的藥物篩選模型主要集中在受體、酶、通道以及各種細(xì)胞反應(yīng)方面。
[0003] 在新藥開發(fā)的早期，傳統(tǒng)的藥物篩選模型一般可以分為兩類，一是基于靶標(biāo)的藥 物篩選模型（target-based drug screening)，通常是針對特定分子設(shè)計實驗方法；二是基 于表型的藥物篩選模型（phenotypic drug screening)，通常的實驗設(shè)計是檢測細(xì)胞增殖 和代謝水平。例如，在抗腫瘤藥物篩選中，一種常用的方法是Alamer Blue Assay，它的原理 是氧化型alamarblue可被活細(xì)胞中的線粒體酶還原，還原后染料發(fā)生顏色和焚光改變，其 深淺與活細(xì)胞數(shù)量成正比，可用分光光度計或熒光檢測儀檢測，通過與對照組的比較得到 試驗組的增值率，從而測定受試樣品的細(xì)胞毒性。
[0004] 基于靶標(biāo)的藥物篩選方法由于其過于簡化的系統(tǒng)無法重現(xiàn)體內(nèi)復(fù)雜的生理、病理 環(huán)境，篩選出的藥物大多以失敗告終?；诒硇偷乃幬锖Y選方法雖然能夠相對更加真實地 模擬體內(nèi)情況，但是這類篩選方法相對成本高，效率低，通量受限。此外，傳統(tǒng)的培養(yǎng)皿或多 孔板的二維培養(yǎng)環(huán)境無法很好的模擬和重現(xiàn)體內(nèi)細(xì)胞生長的三維環(huán)境。
[0005] 因此，應(yīng)用細(xì)胞三維培養(yǎng)技術(shù)的藥物篩選模型有待于進(jìn)一步研宄。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的 在于提出一種用于細(xì)胞三維培養(yǎng)的生物反應(yīng)裝置。
[0007] 需要說明的是，本發(fā)明是基于發(fā)明人的下列工作而完成的：
[0008] 水凝膠（hydrogel)是以水為分散介質(zhì)的凝膠，由具有三維網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)的水溶 性高分子構(gòu)成。根據(jù)合成材料的不同，水凝膠分為合成高分子水凝膠和天然高分子水凝膠。 水凝膠是一種高吸水高保水材料，以三維形式包埋在水凝膠（如膠原蛋白水凝膠，基質(zhì)膠， 明膠，海藻酸鈉，透明質(zhì)酸等）中的細(xì)胞（如成纖維細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞、上皮細(xì) 胞、內(nèi)皮細(xì)胞、心肌細(xì)胞等）與凝膠纖維相互作用，通過細(xì)胞自身的收縮能力可以使水凝膠 面積和體積逐漸縮小。通過分析水凝膠的面積變化，可以反應(yīng)包埋在其中的細(xì)胞的活力，進(jìn) 而測定藥物的細(xì)胞毒性。
[0009] 水凝膠收縮現(xiàn)象體現(xiàn)出許多傳統(tǒng)的細(xì)胞活力分析實驗所不具備的優(yōu)點。首先，凝 膠面積指數(shù)所反映出的是細(xì)胞的"綜合能力"，它不僅僅簡單體現(xiàn)活細(xì)胞的數(shù)目，而且可以 進(jìn)一步反映活細(xì)胞的"功能"狀態(tài)；再次，細(xì)胞包埋于凝膠之中，實現(xiàn)了細(xì)胞的三維培養(yǎng)，形 成了體外"微組織"，能夠更好模擬體內(nèi)細(xì)胞所處的環(huán)境。這些優(yōu)點恰恰滿足基于表型的藥 物篩選模型的要求，并且比傳統(tǒng)的基于底物代謝的分析方法檢測范圍更加全面和直接。 [0010] 基于表型的藥物篩選需要克服的困難是如何實現(xiàn)高通量自動化。微米尺度加工 (微加工）技術(shù)現(xiàn)已廣泛的應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)研宄中以實現(xiàn)對于分子、材料和細(xì)胞在空間上 的精確控制和高通量排列，其在建造圖案化高通量的三維微環(huán)境領(lǐng)域具有強大功能。例如： 空間上精確控制的三維微環(huán)境可以被用來重建體外的仿生模型（如模擬血管的多層生理 結(jié)構(gòu)，以及肝小葉精細(xì)的生理結(jié)構(gòu)）；高通量排列的三維微環(huán)境可以被用來構(gòu)建三維的藥 物、材料和細(xì)胞陣列芯片。
[0011] 發(fā)明人利用微加工手段實現(xiàn)微小化的凝膠收縮實驗，實驗成本低；并結(jié)合自動化 圖像處理系統(tǒng)，實現(xiàn)操作分析的自動化，為新藥開發(fā)提供了一個全新的藥物功能評價平臺， 大大降低基于表型的藥物篩選的成本，對加快新藥開發(fā)的進(jìn)程具有重要意義。
[0012] 因而，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種生物反應(yīng)裝置。根據(jù)本發(fā)明的實 施例，該裝置包含：細(xì)胞載板，所述細(xì)胞載板上形成有多個第一通孔，所述第一通孔中限定 出細(xì)胞培養(yǎng)空間，并含有突起部；以及儲液板，所述儲液板上形成有多個第二通孔，所述第 二通孔中限定出儲液空間，其中，所述多個第一通孔與所述多個第二通孔一一對應(yīng)。
[0013] 利用該反應(yīng)裝置可以實現(xiàn)微小化的凝膠收縮實驗，實驗成本低。根據(jù)本發(fā)明的實 施例，將該裝置與自動化圖像處理系統(tǒng)結(jié)合，可以實現(xiàn)操作分析的自動化。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明還提供了一種生物反應(yīng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：前述的 生物反應(yīng)裝置；以及保濕培養(yǎng)裝置，其中，所述生物反應(yīng)裝置設(shè)置在所述保濕培養(yǎng)裝置中， 并且所述保濕培養(yǎng)裝置用于保持所述生物反應(yīng)裝置的濕度。
[0015] 利用該系統(tǒng)可以進(jìn)行微量的細(xì)胞培養(yǎng)和微小化的凝膠收縮實驗，并且為微量細(xì)胞 培養(yǎng)提供適宜的濕度環(huán)境，更適于細(xì)胞生長，避免液體蒸發(fā)對生物反應(yīng)裝置產(chǎn)生的影響。根 據(jù)本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明提供了一種前述生物反應(yīng)裝置或前述的生物反應(yīng)系統(tǒng)培養(yǎng)細(xì) 胞的方法。根據(jù)本發(fā)明實施例，該方法包括將凝膠預(yù)聚物與細(xì)胞混合，以便獲得細(xì)胞懸液； 將所述細(xì)胞懸液加至所述第一通孔內(nèi)，以便在所述第一通孔中形成水凝膠單元；以及將生 物反應(yīng)裝置置于適于細(xì)胞生長的條件下。
[0016] 利用該細(xì)胞培養(yǎng)的方法，可以實現(xiàn)微小化的凝膠收縮實驗，降低成本；根據(jù)本發(fā)明 實施例，本方法與自動化圖像處理系統(tǒng)相結(jié)合，可以實現(xiàn)操作分析的自動化，為新藥開發(fā)提 供了一個全新的藥物功能評價平臺，顯著降低了基于表型的藥物篩選的成本，加快了新藥 開發(fā)的進(jìn)程。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的再一方面，本發(fā)明提供了前述生物反應(yīng)裝置或前述生物反應(yīng)系統(tǒng)在 細(xì)胞培養(yǎng)中的用途。
[0018] 利用該生物反應(yīng)裝置進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，可以實現(xiàn)細(xì)胞的三維培養(yǎng)，更好的模擬體內(nèi) 細(xì)胞的生長環(huán)境，并且操作簡單，實驗成本低。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明提供了前述生物反應(yīng)裝置或前述的生物反應(yīng)系統(tǒng) 在藥物篩選中的用途。
[0020] 利用該生物反應(yīng)裝置進(jìn)行藥物篩選，可以實現(xiàn)微小化的凝膠收縮實驗，實驗成本 低；并且本方法能與與自動化圖像處理系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)操作分析的自動化，為新藥開發(fā)提 供了一個全新的藥物功能評價平臺，顯著降低了基于表型的藥物篩選的成本，加快了新藥 開發(fā)的進(jìn)程。
[0021] 本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中：
[0023] 圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的細(xì)胞載板和儲液板的設(shè)計圖，其中
[0024] 圖IA為細(xì)胞載板的設(shè)計圖；
[0025] 圖IB為儲液板的設(shè)計圖，
[0026] 圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的制作完成的細(xì)胞載板和儲液板的主視圖；
[0027] 圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的基座和隔板組合在一起的局部剖面圖；
[0028] 圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的第一通孔中的隨辛伐他丁濃度改變的染色 后膠原的面積變化情況；
[0029] 圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的通過膠原收縮情況測定的辛伐他汀對小鼠 心臟成纖維細(xì)胞的劑量-反應(yīng)曲線示意圖；
[0030] 圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的通過檢測試劑阿拉馬蘭測定的辛伐他汀對 小鼠心臟成纖維細(xì)胞的劑量-反應(yīng)曲線示意圖。

【具體實施方式】
[0031] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考 附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種生物反應(yīng)裝置。根據(jù)本發(fā)明的實施例， 該裝置包含：
[0033] 細(xì)胞載板，所述細(xì)胞載板上形成有多個第一通孔，所述第一通孔中限定出細(xì)胞培 養(yǎng)空間，并含有突起部。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述細(xì)胞載板為厚度為0. 3-0. 7mm的有機玻 璃板，優(yōu)選厚度為〇. 5mm。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述細(xì)胞載板的規(guī)格為：長76mm，寬28mm。 根據(jù)本發(fā)明的實施例，第一通孔直徑為0. 6-1. 0mm，優(yōu)選0. 8mm。由此，平均每個分析單元僅 需1-2 μ 1的水凝膠-培養(yǎng)基細(xì)胞懸液即可進(jìn)行凝膠收縮分析。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述 突起的長度小于所述第一通孔直徑。由此，為水凝膠提供物理支撐并且引導(dǎo)水凝膠收縮方 向，便于進(jìn)行圖像分析。根據(jù)本發(fā)明的一些具體示例，所述突起的長度為〇.2mm。由此，水凝 膠在收縮后不會從第一通孔中掉落，并且將被引導(dǎo)向突起部分收縮，從而位置將固定于突 起上，便于后續(xù)的面積分析處理。
[0034] 儲液板，所述儲液板上形成有多個第二通孔，所述第二通孔中限定出儲液空間，根 據(jù)本發(fā)明的實施例，所述儲液板為厚度為〇. 8-1. 2mm的有機玻璃板，優(yōu)選厚度為1mm。根據(jù) 本發(fā)明的實施例，所述第二通孔的直徑為2-4mm，優(yōu)選3mm。
[0035] 其中，所述多個第一通孔與所述多個第二通孔一一對應(yīng)。
[0036] 利用該反應(yīng)裝置可以實現(xiàn)微小化的凝膠收縮實驗，降低成本。根據(jù)本發(fā)明的實施 例，將該裝置與自動化圖像處理系統(tǒng)結(jié)合，可以實現(xiàn)操作分析的自動化。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述第一通孔和第二通孔均為陣列式排布。由此，便于高通 量篩選。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述第一通孔和所述第二通孔每一個的通孔間距分別獨立 地與標(biāo)準(zhǔn)384孔板相同。由此，便于與常規(guī)對生物檢測儀器匹配，有利于高通量的生物檢 測。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述細(xì)胞載板和所述儲液板的通孔陣列設(shè)置均為：6列X 16行。由此，便于細(xì)胞載板和儲液板相匹配，以使第一通孔和第二通孔一一對應(yīng)，進(jìn)一步地， 使生物反應(yīng)裝置與常規(guī)的細(xì)胞培養(yǎng)板相對應(yīng)，有利于與生物檢測儀器匹配。
[0040] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述生物反應(yīng)裝置的兩個側(cè)邊分別設(shè)置有突出部。
[0041] 需要說明的是，本申請中，生物反應(yīng)裝置的兩個側(cè)邊指的是生物反應(yīng)器的寬邊端 部，該突出用于與檢測支架匹配，便于分析檢測。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明還提供了一種生物反應(yīng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：前述的 生物反應(yīng)裝置；以及保濕培養(yǎng)裝置，其中，所述生物反應(yīng)裝置設(shè)置在所述保濕培養(yǎng)裝置中， 并且所述保濕培養(yǎng)裝置用于保持所述生物反應(yīng)裝置的濕度。
[0043] 利用該系統(tǒng)可以進(jìn)行微量的細(xì)胞培養(yǎng)和微小化的凝膠收縮實驗，并且為微量細(xì)胞 培養(yǎng)提供適宜的濕度環(huán)境，更適于細(xì)胞生長，避免液體蒸發(fā)對生物反應(yīng)裝置產(chǎn)生的影響。 [0044] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，如圖3所示，保濕培養(yǎng)裝置包括：殼體，所述殼體內(nèi)限定出 保濕空間；基座，所述基座設(shè)置在所述保濕空間的底部中并且在所述基座上形成有第一支 撐部、第二支撐部和水槽；隔板，所述隔板設(shè)置在所述保濕空間中，并且設(shè)置在所述基座的 上方，其中，所述第二支撐部用于支撐所述隔板，所述第一支撐部用于支撐所述生物反應(yīng)裝 置，所述第二支撐部的高度高于所述第一支撐部，以及所述生物反應(yīng)裝置設(shè)置在所述基座 和所述隔板之間，并且與所述基座和所述隔板均無相互接觸。
[0045] 其中，需要說明的是，所述保濕培養(yǎng)裝置用于保持所述生物反應(yīng)裝置的濕度，將生 物反應(yīng)裝置置于保濕培養(yǎng)裝置后，仍需放入適宜溫度和〇) 2濃度等條件下的細(xì)胞培養(yǎng)箱中 進(jìn)行培養(yǎng)。并且，所述基座是可疊加的，可以根據(jù)需要，將多個基座疊加，以便放入更多的生 物反應(yīng)裝置，節(jié)省細(xì)胞培養(yǎng)空間。
[0046] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明提供了一種前述生物反應(yīng)裝置或者前述生物反應(yīng) 系統(tǒng)培養(yǎng)細(xì)胞方法。根據(jù)本發(fā)明實施例，用該方法進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)包括：將凝膠預(yù)聚物與細(xì)胞 混合，以便獲得細(xì)胞懸液；將所述細(xì)胞懸液加至所述第一通孔內(nèi)，以便在所述第一通孔中形 成水凝膠單元；以及將生物反應(yīng)裝置置于適于細(xì)胞生長的條件下。
[0047] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，將所述生物反應(yīng)裝置置于前述保濕培養(yǎng)裝置中進(jìn)行培養(yǎng)。
[0048] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，用該方法培養(yǎng)的細(xì)胞進(jìn)行藥物篩選包括：通過前述方法對 細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，在將生物反應(yīng)裝置置于適于細(xì)胞生長的條件下之前或者過程中，在所述儲 液板中加入添加劑。在本申請中，"添加劑"的含義應(yīng)做廣義理解，可以是待篩選的藥物，也 可以是藥物篩選過程中，實驗所需的各種反應(yīng)試劑。由此，藥物與細(xì)胞充分作用，有利于藥 物篩選的進(jìn)行。
[0049] 利用該細(xì)胞培養(yǎng)或藥物篩選的方法，可以實現(xiàn)微小化的凝膠收縮實驗，實驗成本 低；根據(jù)本發(fā)明實施例，本方法與自動化圖像處理系統(tǒng)相結(jié)合，可以實現(xiàn)操作分析的自動 化，為新藥開發(fā)提供了一個全新的藥物功能評價平臺，顯著降低了基于表型的藥物篩選的 成本，加快了新藥開發(fā)的進(jìn)程。
[0050] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述生物反應(yīng)裝置被預(yù)先使用伽馬射線或者紫外線滅菌。 由此，防止細(xì)胞培養(yǎng)或藥物篩選過程中細(xì)胞被污染。
[0051] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述凝膠預(yù)聚物為凝膠和凝膠稀釋液的混合物。其中需要 說明的是，所述凝膠稀釋液的種類不受特別的限制，只要能夠與相應(yīng)的凝膠分子混溶，使凝 膠均勻稀釋至指定濃度并支持細(xì)胞存活即可，例如：適于細(xì)胞生長的培養(yǎng)基，PH適中的緩 沖液等。
[0052] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述凝膠預(yù)聚物中，凝膠與凝膠稀釋液的體積比為1:3? 1 :7,并且所述凝膠預(yù)聚物的pH為4-10。由此，形成的凝膠預(yù)聚物適于細(xì)胞生長。
[0053] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述細(xì)胞被預(yù)先利用胰蛋白酶消化。由此，收集用于細(xì)胞培 養(yǎng)或藥物篩選所需的細(xì)胞。
[0054] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述細(xì)胞懸液的細(xì)胞濃度為I X IO5至5X 10 7個細(xì)胞/ml。 由此，該細(xì)胞濃度適于細(xì)胞的增殖，并且細(xì)胞收縮程度適當(dāng)，利于分析。
[0055] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述水凝膠單元的上下表面懸空。由此，可以最大程度減小 外力對凝膠-細(xì)胞系統(tǒng)的干擾。
[0056] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述水凝膠單元的面積和體積可被細(xì)胞改變。
[0057] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述凝膠包含天然高分子材料和人工合成高分子材料的至 少之一，其中，
[0058] 所述天然生物材料選自明膠、明膠衍生物、藻酸鹽、藻酸鹽衍生物、瓊脂、基質(zhì)膠、 膠原、蛋白多糖、糖蛋白、透明質(zhì)酸、層連接蛋白和纖維連接蛋白的至少之一；
[0059] 所述人工合成高分子材料選自聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、聚乙二醇二丙烯酸酯、 聚丙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、聚乳酸、聚羥基酸、聚乳酸醇酸共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚 酸酐、聚酸酯、聚酰胺、聚氨基酸、聚縮醛、聚氰基丙烯酸酯、聚氨基甲酸酯、聚吡咯、聚酯、聚 甲基丙烯酸酯、聚乙烯、聚碳酸酯和聚氧化乙烯的至少之一。
[0060] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述水凝膠單元的直徑為20 μ m-5mm。由此，可通過改變水 凝膠單元的直徑以適應(yīng)不同的水凝膠種類進(jìn)行分析。
[0061] 根據(jù)本發(fā)明的再一方面，本發(fā)明提供了前述生物反應(yīng)裝置或者前述生物反應(yīng)系統(tǒng) 在細(xì)胞培養(yǎng)中的用途。
[0062] 利用該生物反應(yīng)裝置進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，可以實現(xiàn)細(xì)胞的三維培養(yǎng)，更好的模擬體內(nèi) 細(xì)胞的生長環(huán)境，并且操作簡單，實驗成本低。
[0063] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，本發(fā)明提供了前述生物反應(yīng)裝置或者前述生物反應(yīng)系統(tǒng) 在藥物篩選中的用途。
[0064] 利用該生物反應(yīng)裝置進(jìn)行藥物篩選，可以實現(xiàn)微小化的凝膠收縮實驗，實驗成本 低；并且本方法能與與自動化圖像處理系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)操作分析的自動化，為新藥開發(fā)提 供了一個全新的藥物功能評價平臺，顯著降低了基于表型的藥物篩選的成本，加快了新藥 開發(fā)的進(jìn)程。
[0065] 下面參考具體實施例，對本發(fā)明進(jìn)行說明，需要說明的是，這些實施例僅僅是說明 性的，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0066] 實施例1
[0067] 生物反應(yīng)裝置的制備過程如下：
[0068] 1 :細(xì)胞載板的制備方法：使用厚度為0.5mm的PMM板（有機玻璃板），使用 Rayjet激光雕刻機進(jìn)行激光雕刻。激光雕刻時，參照圖IA細(xì)胞載板設(shè)計圖紙進(jìn)行激光雕 亥IJ，依次雕刻線條1和線條2繪制的圖形，雕刻技術(shù)參數(shù)如表1所示。雕刻后即得到細(xì)胞載 板。雕刻完成后，細(xì)胞載板的長為76mm，寬為28mm。其上含有6列X 16行，共96個通孔， 每個孔中含有一個長度為〇. 2mm的突起，每個通孔直徑為0. 8mm，孔與孔間距與標(biāo)準(zhǔn)384孔 板相同，為4. 5mm。制作完成的細(xì)胞載板如圖2所示，定義有字面為正面。
[0069] 表1細(xì)胞載板的激光雕刻參數(shù)
[0070]

【權(quán)利要求】
1. 一種生物反應(yīng)裝置，包含： 細(xì)胞載板，所述細(xì)胞載板上形成有多個第一通孔，所述第一通孔中限定出細(xì)胞培養(yǎng)空 間，并含有突起；以及 儲液板，所述儲液板上形成有多個第二通孔，所述第二通孔中限定出儲液空間， 其中，所述多個第一通孔與所述多個第二通孔一一對應(yīng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物反應(yīng)裝置，其特征在于，所述第一通孔和所述第二通孔 均為陣列式排布， 任選地，所述細(xì)胞載板為厚度為0. 3-0. 7mm的有機玻璃板，優(yōu)選厚度為0. 5mm，所述儲 液板為厚度為〇. 8-1. 2mm的有機玻璃板，優(yōu)選厚度為1mm， 任選地，所述第一通孔和所述第二通孔每一個的通孔間距分別獨立地與標(biāo)準(zhǔn)384孔板 相同， 任選地，所述細(xì)胞載板和所述儲液板的通孔陣列設(shè)置均為：6列X 16行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物反應(yīng)裝置，其特征在于，所述第一通孔直徑為 0. 6-1. 0mm，優(yōu)選 0? 8mm， 任選地，所述突起的長度小于所述第一通孔直徑， 任選地，所述突起的長度為0. 2_， 任選地，所述第二通孔的直徑為2-4_，優(yōu)選3_， 任選地，所述生物反應(yīng)裝置的兩個側(cè)邊分別設(shè)置有突出部。
4. 一種生物反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，包括： 權(quán)利要求1?3任一項所述的生物反應(yīng)裝置；以及 保濕培養(yǎng)裝置， 其中，所述生物反應(yīng)裝置設(shè)置在所述保濕培養(yǎng)裝置中，并且所述保濕培養(yǎng)裝置用于保 持所述生物反應(yīng)裝置的濕度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述保濕培養(yǎng)裝置包括： 殼體，所述殼體內(nèi)限定出保濕空間； 基座，所述基座設(shè)置在所述保濕空間的底部中并且在所述基座上形成有第一支撐部、 第二支撐部和水槽； 隔板，所述隔板設(shè)置在所述保濕空間中，并且設(shè)置在所述基座的上方， 其中， 所述第二支撐部用于支撐所述隔板， 所述第一支撐部用于支撐所述生物反應(yīng)裝置， 所述第二支撐部的高度高于所述第一支撐部，以及 所述生物反應(yīng)裝置設(shè)置在所述基座和所述隔板之間，并且與所述基座和所述隔板均無 相互接觸。
6. 利用權(quán)利要求1-3任一項生物反應(yīng)裝置、權(quán)利要求4或5所述的生物反應(yīng)系統(tǒng)培養(yǎng) 細(xì)胞的方法，包括： 將凝膠預(yù)聚物與細(xì)胞混合，以便獲得細(xì)胞懸液； 將所述細(xì)胞懸液加至所述第一通孔內(nèi)，以便在所述第一通孔中形成水凝膠單元；以及 將生物反應(yīng)裝置置于適于細(xì)胞生長的條件下。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，將所述生物反應(yīng)裝置置于所述保濕培養(yǎng) 裝置中進(jìn)行培養(yǎng)， 任選地，所述方法進(jìn)一步包括： 所述生物反應(yīng)裝置被預(yù)先使用伽馬射線或者紫外線滅菌；所述凝膠預(yù)聚物為凝膠和凝 膠稀釋液的混合物； 在將生物反應(yīng)裝置置于適于細(xì)胞生長的條件下之前或者過程中，在所述儲液板中加入 添加劑， 任選地，所述細(xì)胞懸液的細(xì)胞濃度為1 X 105至5 X 10 7個細(xì)胞/ml。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述水凝膠單元的上下表面懸空， 任選地，所述水凝膠單元的面積和體積均可被細(xì)胞改變， 任選地，所述凝膠包含天然高分子材料和人工合成高分子材料的至少之一， 其中， 所述天然生物材料選自明膠、明膠衍生物、藻酸鹽、藻酸鹽衍生物、瓊脂、基質(zhì)膠、膠原、 蛋白多糖、糖蛋白、透明質(zhì)酸、層連接蛋白和纖維連接蛋白的至少之一； 所述人工合成高分子材料選自聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚 丙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、聚乳酸、聚羥基酸、聚乳酸醇酸共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚酸 酐、聚酸酯、聚酰胺、聚氨基酸、聚縮醛、聚氰基丙烯酸酯、聚氨基甲酸酯、聚吡咯、聚酯、聚甲 基丙烯酸酯、聚乙烯、聚碳酸酯和聚氧化乙烯的至少之一， 任選地，所述水凝膠單元的直徑為20 ym-5mm。
9. 權(quán)利要求1-3任一項所述生物反應(yīng)裝置、權(quán)利要求4或5所述的生物反應(yīng)系統(tǒng)在細(xì) 胞培養(yǎng)中的用途。
10. 權(quán)利要求1-3任一項所述生物反應(yīng)裝置、權(quán)利要求4或5所述的生物反應(yīng)系統(tǒng)在藥 物篩選中的用途。
【文檔編號】C12N5/09GK104480010SQ201410708493
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】杜亞楠, 趙輝, 周律 申請人:清華大學(xué)