：本發(fā)明涉及一種自循環(huán)細(xì)胞生物反應(yīng)器及其制備方法和使用方法。

背景技術(shù)：
：目前，一種新藥物從開(kāi)發(fā)到成功問(wèn)世，需要耗時(shí)15年、耗資8億美元。藥物的成功開(kāi)發(fā)，一方面需要對(duì)患者的病情進(jìn)行針對(duì)性的治療，另一方面還要承擔(dān)副作用的風(fēng)險(xiǎn)。首先，由科研小組研究病情并作生物化學(xué)分析等實(shí)驗(yàn)，確定藥物成分。接著，用飽受倫理爭(zhēng)議的活體動(dòng)物進(jìn)行藥物實(shí)驗(yàn)。如果成功，將進(jìn)行臨床測(cè)試。人類與動(dòng)物的生理差異很難保證動(dòng)物測(cè)試的結(jié)果與臨床結(jié)果相吻合。如果臨床實(shí)驗(yàn)失敗，一方面推翻原有的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，要重新進(jìn)行研發(fā)、測(cè)試，另一方面，臨床測(cè)試往往對(duì)臨床試驗(yàn)者帶來(lái)一定的危險(xiǎn)性。微流控芯片利用對(duì)微尺度下流體的控制，把傳統(tǒng)的生物、醫(yī)學(xué)、化學(xué)分析過(guò)程的樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測(cè)等基本操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)微觀流體、細(xì)胞、蛋白質(zhì)、核酸及其他微納粒子的操控和高效分析，具有消耗樣品少、分析速度快、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，非常適合用于細(xì)胞分析、疾病的快速診斷等領(lǐng)域。隨著微機(jī)電加工技術(shù)的迅猛發(fā)展，微納尺度電極和通道的加工已經(jīng)比較成熟。在微納尺度下，分子擴(kuò)散的距離大大縮短，能將傳統(tǒng)需要一天多時(shí)間的生物化學(xué)反應(yīng)縮短到幾十分鐘，用于藥物測(cè)試及疾病診斷的微流控芯片也應(yīng)運(yùn)而生，極大程度地減少了藥物開(kāi)發(fā)的時(shí)間與成本。傳統(tǒng)的藥物開(kāi)發(fā)具有投資大、過(guò)程長(zhǎng)等特點(diǎn)。流體的交流電動(dòng)技術(shù)主要包括交流電滲技術(shù)與交流電熱技術(shù)。其中，交流電滲技術(shù)主要適用于電導(dǎo)率較低(即溶液離子濃度低)的流體；交流電熱技術(shù)是靠電場(chǎng)與溫度梯度相互作用而驅(qū)動(dòng)流體，適用于電導(dǎo)率較高的流體，如生物流體等。近幾年，隨著微流控芯片技術(shù)的發(fā)展，基于生物科學(xué)和生物技術(shù)的細(xì)胞培養(yǎng)已經(jīng)和微流控芯片技術(shù)相結(jié)合，從而提出了“器官芯片”及“人體芯片”等概念并進(jìn)行相應(yīng)研究。然而，對(duì)于復(fù)雜的“人體芯片”流體自循環(huán)系統(tǒng)，其動(dòng)力來(lái)源一直是困擾各國(guó)學(xué)者的主要難題。就現(xiàn)有文獻(xiàn)而言，利用PDMS薄膜制成的微型蠕動(dòng)泵是其運(yùn)轉(zhuǎn)的主要方式，但這種泵加工及控制困難，且使用壽命只有幾天，甚至幾小時(shí)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
：本發(fā)明的目的是為了解決傳統(tǒng)生物技術(shù)的細(xì)胞培養(yǎng)和微流控芯片技術(shù)相結(jié)合制備的細(xì)胞生物反應(yīng)器存在加工和控制困難且不耐用的問(wèn)題，提供了一種基于交流電熱的自循環(huán)細(xì)胞生物反應(yīng)器及其制備方法和使用方法。本發(fā)明的基于交流電熱的自循環(huán)細(xì)胞生物反應(yīng)器包括氧化銦錫導(dǎo)電玻璃和聚二甲基硅氧烷層，所述聚二甲基硅氧烷層的下表面鍵合在氧化銦錫導(dǎo)電玻璃的上表面上；所述氧化銦錫導(dǎo)電玻璃上表面的一半面分布有外側(cè)通電電極、內(nèi)側(cè)通電電極、三組寬電極和三組窄電極；所述外側(cè)通電電極位于氧化銦錫導(dǎo)電玻璃的一個(gè)角上，通過(guò)一根導(dǎo)線連接交流電給有刻蝕電極的方環(huán)形流體通道外側(cè)區(qū)域加電；所述內(nèi)側(cè)通電電極位于三組寬電極和三組窄電極的中間，每組寬電極都與一組窄電極夾雜在一起形成每個(gè)寬電極與一個(gè)窄電極成對(duì)間隔排列，三組寬電極和三組窄電極沿環(huán)形排列且按照順時(shí)針?lè)较蛎繉?duì)寬電極與窄電極之間排列的次序是相同的，外側(cè)通電電極與每個(gè)寬電極相連接，內(nèi)側(cè)通電電極與每個(gè)窄電極相連接；三組寬電極和三組窄電極沿環(huán)形排列且按照順時(shí)針?lè)较蛎繉?duì)寬電極與窄電極之間排列的次序是相同的可使液體成一個(gè)方向循環(huán)流動(dòng)；所述聚二甲基硅氧烷層下表面開(kāi)有一個(gè)方環(huán)形流體通道，三組寬電極和三組窄電極分別位于方環(huán)形流體通道的相鄰三個(gè)邊的下方；在與氧化銦錫導(dǎo)電玻璃的接觸面上沒(méi)有刻蝕電極的方環(huán)形流體通道的一條邊上設(shè)置有細(xì)胞培養(yǎng)室，用來(lái)培養(yǎng)細(xì)胞；在與氧化銦錫導(dǎo)電玻璃的接觸面上有刻蝕電極的方環(huán)形流體通道的一條邊上設(shè)置有細(xì)胞培養(yǎng)液注入室，用來(lái)加入細(xì)胞培養(yǎng)液；所述的細(xì)胞培養(yǎng)室是一個(gè)圓柱形通孔且上面有一個(gè)蓋子，防止培養(yǎng)液過(guò)量蒸發(fā)；所述的細(xì)胞培養(yǎng)液注入室是一個(gè)圓柱形通孔。本發(fā)明的基于交流電熱的自循環(huán)細(xì)胞生物反應(yīng)器的制備方法按以下步驟進(jìn)行制備：一、氧化銦錫導(dǎo)電玻璃的電極刻蝕首先，將負(fù)性光刻膠干膜利用照片塑封機(jī)壓緊于鍍有100nm～300nm厚氧化銦錫電極層的氧化銦錫導(dǎo)電玻璃上，再把經(jīng)AutoCAD軟件輔助設(shè)計(jì)并打印好的掩膜貼在負(fù)性光刻膠干膜上，然后將貼好的負(fù)性光刻膠干膜的氧化銦錫導(dǎo)電玻璃放入紫外曝光機(jī)內(nèi)進(jìn)行選擇性曝光25s～40s；曝光后將氧化銦錫導(dǎo)電玻璃放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4％～5％的Na2CO3水溶液中顯影2min～4min，洗去未曝光的部分；顯影后，將氧化銦錫導(dǎo)電玻璃浸泡在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15～25％的濃鹽酸中30min～45min，腐蝕裸露在外面的氧化銦錫電極層；腐蝕完后，用丙酮溶液浸泡氧化銦錫導(dǎo)電玻璃，去除作為保護(hù)層的負(fù)性光刻膠干膜，可得到鍍有相應(yīng)電極形狀的氧化銦錫導(dǎo)電玻璃(ITO)；二、澆鑄聚二甲基硅氧烷(PDMS)通道將1mm～2mm厚聚甲基丙烯酸甲酯薄板經(jīng)激光雕刻機(jī)刻制成相應(yīng)通道形狀，并用膠水粘在玻璃片上，再將固化劑與聚二甲基硅氧烷(PDMS)的預(yù)聚物充分混合后澆灌于聚甲基丙烯酸甲酯薄板模具上，真空干燥箱脫氣15min～30min，至沒(méi)有氣泡產(chǎn)生后，放置在80℃～90℃的恒溫箱中固化1h～2h；然后取出聚二甲基硅氧烷(PDMS)層，利用打孔器對(duì)聚二甲基硅氧烷(PDMS)層打兩個(gè)孔，其中一個(gè)孔為細(xì)胞培養(yǎng)室，另一個(gè)孔為細(xì)胞培養(yǎng)液注入室；另制備一塊邊長(zhǎng)為12mm～15mm的正方形，厚度為2mm～3mm的聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄片蓋在細(xì)胞培養(yǎng)室上，目的是防止培養(yǎng)液過(guò)量的蒸發(fā)；三、聚二甲基硅氧烷(PDMS)層與氧化銦錫導(dǎo)電玻璃的鍵合將步驟二制備好的聚二甲基硅氧烷(PDMS)層的方環(huán)形流體通道與空氣接觸的一側(cè)放置在氧化銦錫導(dǎo)電玻璃上，經(jīng)等離子機(jī)處理后，鍵合成一體，形成完整的生物反應(yīng)器。本發(fā)明的基于交流電熱的自循環(huán)細(xì)胞生物反應(yīng)器的使用方法按以下步驟進(jìn)行：一、將整個(gè)細(xì)胞生物反應(yīng)器放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％～80％的酒精浸泡1h～1.5h，然后用磷酸鹽溶液清洗2次～5次，再將整個(gè)細(xì)胞生物反應(yīng)器和培養(yǎng)皿置于細(xì)胞培養(yǎng)無(wú)菌操作臺(tái)中經(jīng)紫外消毒1h～1.5h；二、將細(xì)胞生物反應(yīng)器置于培養(yǎng)皿內(nèi)，向細(xì)胞生物反應(yīng)器中的細(xì)胞培養(yǎng)室內(nèi)加入細(xì)胞并向細(xì)胞培養(yǎng)液注入室添加細(xì)胞培養(yǎng)液；三、通過(guò)兩根導(dǎo)線將細(xì)胞生物反應(yīng)器中的內(nèi)側(cè)通電電極和外側(cè)通電電極連接至正弦交流信號(hào)發(fā)生器上，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出電壓振幅1V～5V，頻率500KHz～10MHz，即可完成驅(qū)動(dòng)；將細(xì)胞生物反應(yīng)器放入二氧化碳孵化箱中，36℃～38℃培養(yǎng)，CO2的濃度為4％～6％。本發(fā)明的原理：當(dāng)對(duì)溶液中施加交流電場(chǎng)時(shí)，電場(chǎng)作用于高電導(dǎo)率的流體而產(chǎn)生焦耳熱，在焦耳熱的作用下，溶液產(chǎn)生不均勻的溫升，形成了溫度梯度，從而產(chǎn)生了電導(dǎo)率梯度與介電梯度，并產(chǎn)生自由電荷。自由電荷在非均勻電場(chǎng)的作用下生成流體驅(qū)動(dòng)的體積力，誘導(dǎo)出電熱流。根據(jù)這一操控手段，在芯片上適當(dāng)?shù)奈恢貌贾孟鄳?yīng)的微尺度電極，使成對(duì)的電極按一個(gè)方向排列，對(duì)電極施加相應(yīng)的電信號(hào)，可驅(qū)動(dòng)流體定向流動(dòng)，達(dá)到泵送效果。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)其優(yōu)點(diǎn)在于：1.本發(fā)明設(shè)計(jì)的基于交流電熱的流體自循環(huán)芯片有效的填補(bǔ)了微流控芯片集成微型泵的技術(shù)難題，開(kāi)發(fā)了一款結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)、控制方便的芯片集成微型泵。2.本發(fā)明制備的細(xì)胞生物反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞自動(dòng)連續(xù)的培養(yǎng)，節(jié)省了人力。本發(fā)明的細(xì)胞生物反應(yīng)器制備方法簡(jiǎn)單且操作簡(jiǎn)便，更利于其在工業(yè)及實(shí)驗(yàn)室上應(yīng)用。3.本發(fā)明將細(xì)胞培養(yǎng)室遠(yuǎn)離細(xì)胞泵送區(qū)域，減小或避免了交流電熱升溫對(duì)細(xì)胞帶來(lái)的傷害。附圖說(shuō)明：圖1為本發(fā)明制備的基于交流電熱的自循環(huán)細(xì)胞生物反應(yīng)器的俯視圖。圖2為為本發(fā)明制備的基于交流電熱的自循環(huán)細(xì)胞生物反應(yīng)器的側(cè)視圖。圖3為本發(fā)明制備的基于交流電熱的自循環(huán)細(xì)胞生物反應(yīng)器中的氧化銦錫導(dǎo)電玻璃(ITO)電極的局部放大圖。圖4為本發(fā)明制備的氧化銦錫導(dǎo)電玻璃的電極刻蝕示意圖。具體實(shí)施方式：本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式，還包括各具體實(shí)施方式間的任意組合。具體實(shí)施方式一：本實(shí)施方式的基于交流電熱的自循環(huán)細(xì)胞生物反應(yīng)器，其特征在于：該自循環(huán)細(xì)胞生物反應(yīng)器包括氧化銦錫導(dǎo)電玻璃1和聚二甲基硅氧烷層2，所述聚二甲基硅氧烷層2的下表面鍵合在氧化銦錫導(dǎo)電玻璃1的上表面上；所述氧化銦錫導(dǎo)電玻璃1上表面的一半面分布有外側(cè)通電電極1-1、內(nèi)側(cè)通電電極1-2、三組寬電極和三組窄電極；所述外側(cè)通電電極1-1位于氧化銦錫導(dǎo)電玻璃1的一個(gè)角上，通過(guò)一根導(dǎo)線連接交流電給有刻蝕電極的方環(huán)形流體通道2-1外側(cè)區(qū)域加電；所述內(nèi)側(cè)通電電極1-2位于三組寬電極和三組窄電極的中間，通過(guò)一根導(dǎo)線連接交流電給有刻蝕電極的方環(huán)形流體通道2-1內(nèi)側(cè)區(qū)域加電；每組寬電極都與一組窄電極夾雜在一起形成每個(gè)寬電極1-3與一個(gè)窄電極1-4成對(duì)間隔排列，三組寬電極和三組窄電極沿環(huán)形排列且按照順時(shí)針?lè)较蛎繉?duì)寬電極與窄電極之間排列的次序是相同的，外側(cè)通電電極1-1與每個(gè)寬電極1-3相連接，內(nèi)側(cè)通電電極1-2與每個(gè)窄電極1-4相連接；所述聚二甲基硅氧烷層2下表面開(kāi)有一個(gè)方環(huán)形流體通道2-1，三組寬電極和三組窄電極分別位于方環(huán)形流體通道2-1的相鄰三個(gè)邊的下方；在與氧化銦錫導(dǎo)電玻璃1的接觸面上沒(méi)有刻蝕電極的方環(huán)形流體通道2-1的一條邊上設(shè)置有細(xì)胞培養(yǎng)室2-2，用來(lái)培養(yǎng)細(xì)胞；在與氧化銦錫導(dǎo)電玻璃1的接觸面上有刻蝕電極的方環(huán)形流體通道2-1的一條邊上設(shè)置有細(xì)胞培養(yǎng)液注入室2-3，用來(lái)加入細(xì)胞培養(yǎng)液；所述的細(xì)胞培養(yǎng)室2-2是一個(gè)圓柱形通孔且上面有一個(gè)蓋子3，防止培養(yǎng)液過(guò)量蒸發(fā)；所述的細(xì)胞培養(yǎng)液注入室2-3是一個(gè)圓柱形通孔。具體實(shí)施方式二：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是，所述的氧化銦錫導(dǎo)電玻璃(ITO)1的厚度為0.4mm～1.2mm。其他步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式一相同。具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是，所述的寬電極1-3與窄電極1-4總對(duì)數(shù)為30～50對(duì)，每對(duì)寬度分別為50um～120um和250um～600um，兩個(gè)電極的間隙為50um～120um。其他步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式一相同。具體實(shí)施方式四：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是，所述的方環(huán)形流體通道2-1的厚度為3mm～8mm、寬度為2mm～3mm。其他步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式一相同。具體實(shí)施方式五：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是，所述的細(xì)胞培養(yǎng)室2-2的直徑為8mm～12mm。其他步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式一相同。具體實(shí)施方式六：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是，所述的細(xì)胞培養(yǎng)液注入室2-3的直徑為3mm～8mm。其他步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式一相同。具體實(shí)施方式七：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是，細(xì)胞培養(yǎng)液注入室2-3中的細(xì)胞培養(yǎng)液為8％～10％的牛胚胎血清(FBS)和0.8％～1.2％的青霉素-鏈霉素。其他步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式一相同。具體實(shí)施方式八：本實(shí)施方式的基于交流電熱的自循環(huán)細(xì)胞生物反應(yīng)器的制備方法，其特征在于：該自循環(huán)細(xì)胞生物反應(yīng)器的制備方法按以下步驟制備:一、氧化銦錫導(dǎo)電玻璃的電極刻蝕首先，將負(fù)性光刻膠干膜6利用照片塑封機(jī)壓緊于鍍有100nm～300nm厚氧化銦錫電極層5的氧化銦錫導(dǎo)電玻璃1上，再把經(jīng)AutoCAD軟件輔助設(shè)計(jì)并打印好的掩膜7貼在負(fù)性光刻膠干膜6上，然后將貼好的負(fù)性光刻膠干膜6的氧化銦錫導(dǎo)電玻璃1放入紫外曝光機(jī)內(nèi)進(jìn)行選擇性曝光25s～40s；曝光后將氧化銦錫導(dǎo)電玻璃1放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4％～5％的Na2CO3水溶液中顯影2min～4min，洗去未曝光的部分；顯影后，將氧化銦錫導(dǎo)電玻璃1浸泡在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15～25％的濃鹽酸中30min～45min，腐蝕裸露在外面的氧化銦錫電極層5；腐蝕完后，用丙酮溶液浸泡氧化銦錫導(dǎo)電玻璃1，去除作為保護(hù)層的負(fù)性光刻膠干膜6，可得到鍍有相應(yīng)電極形狀的氧化銦錫導(dǎo)電玻璃(ITO)1；二、澆鑄聚二甲基硅氧烷(PDMS)通道將1mm～2mm厚聚甲基丙烯酸甲酯薄板經(jīng)激光雕刻機(jī)刻制成相應(yīng)通道形狀，并用膠水粘在玻璃片上，再將固化劑與聚二甲基硅氧烷(PDMS)的預(yù)聚物充分混合后澆灌于聚甲基丙烯酸甲酯薄板模具上，真空干燥箱脫氣15min～30min，至沒(méi)有氣泡產(chǎn)生后，放置在80℃～90℃的恒溫箱中固化1h～2h；然后取出聚二甲基硅氧烷(PDMS)層，利用打孔器對(duì)聚二甲基硅氧烷(PDMS)層打兩個(gè)圓柱形孔，其中一個(gè)孔為細(xì)胞培養(yǎng)室2-2另一個(gè)孔為細(xì)胞培養(yǎng)液注入室2-3；另制備一塊邊長(zhǎng)為12～15mm的正方形，厚度為2～3mm的蓋子3聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄片蓋在細(xì)胞培養(yǎng)室2-2上，目的是防止培養(yǎng)液過(guò)量的蒸發(fā)；三、聚二甲基硅氧烷(PDMS)層與氧化銦錫導(dǎo)電玻璃的鍵合將步驟二制備好的聚二甲基硅氧烷(PDMS)層2的方環(huán)形流體通道2-1與空氣接觸的一側(cè)放置在氧化銦錫導(dǎo)電玻璃1上，經(jīng)等離子機(jī)處理后，鍵合成一體，形成完整的生物反應(yīng)器。具體實(shí)施方式九：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式八不同的是，步驟一中所述Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.5％。其他步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式八相同。具體實(shí)施方式十：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式八不同的是，步驟一中所述顯影的時(shí)間為3min。其他步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式八相同。具體實(shí)施方式十一：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式八不同的是，步驟一中濃鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％，浸泡的時(shí)間為40min。其他步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式八相同。具體實(shí)施方式十二：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式八不同的是，步驟二中所述的固化劑和PDMS的預(yù)聚物為灌封膠(DC184)。其他步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式八相同。具體實(shí)施方式十三：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式八不同的是，步驟二中所述的固化劑與PDMS的預(yù)聚物按質(zhì)量比為1：(9～11)混合。其他步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式八相同。具體實(shí)施方式十四：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式八不同的是，步驟二中所述的真空干燥箱脫氣的時(shí)間為25min。其他步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式八相同。具體實(shí)施方式十五：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式八不同的是，步驟二中所述的恒溫箱中固化的溫度為80℃，時(shí)間為1.5h。其他步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式八相同。具體實(shí)施方式十六：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式八不同的是，步驟二中細(xì)胞培養(yǎng)室2-2的直徑為8mm～12mm。其他步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式八相同。具體實(shí)施方式十七：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式八不同的是，步驟二中所述的細(xì)胞培養(yǎng)液存儲(chǔ)室2-3的直徑為3～8mm。其他步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式八相同。具體實(shí)施方式十八：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式八不同的是，步驟二中所述的蓋子3為聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄片。其他步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式八相同。具體實(shí)施方式十九：本實(shí)施方式的基于交流電熱的自循環(huán)細(xì)胞生物反應(yīng)器的使用方法，其特征在于：該自循環(huán)細(xì)胞生物反應(yīng)器的使用方法按以下步驟進(jìn)行:一、將整個(gè)細(xì)胞生物反應(yīng)器放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％～80％的酒精浸泡1h～1.5h，然后用磷酸鹽溶液清洗2次～5次，再將整個(gè)細(xì)胞生物反應(yīng)器和培養(yǎng)皿置于細(xì)胞培養(yǎng)無(wú)菌操作臺(tái)中經(jīng)紫外消毒1h～1.5h；二、將細(xì)胞生物反應(yīng)器置于培養(yǎng)皿內(nèi)，向細(xì)胞生物反應(yīng)器中的細(xì)胞培養(yǎng)室2-2內(nèi)加入細(xì)胞并向細(xì)胞培養(yǎng)液注入室2-3添加培養(yǎng)液；三、通過(guò)兩根導(dǎo)線將細(xì)胞生物反應(yīng)器中的內(nèi)側(cè)通電電極1-2和外側(cè)通電電極1-1連接至正弦交流信號(hào)發(fā)生器上，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出電壓振幅1V～5V，頻率500KHz～10MHz，即可完成驅(qū)動(dòng)；將細(xì)胞生物反應(yīng)器放入二氧化碳孵化箱中，36℃～38℃培養(yǎng)，CO2的濃度為4％～6％。具體實(shí)施方式二十：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式十九不同的是，步驟一中酒精的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75％。其他步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式十九相同。具體實(shí)施方式二十一：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式十九不同的是，步驟二中向細(xì)胞培養(yǎng)液存儲(chǔ)室添加培養(yǎng)液，其中培養(yǎng)液為8％～10％的牛胚胎血清(FBS)和0.8％～1.2％的青霉素-鏈霉素。其他步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式十九相同。具體實(shí)施方式二十二：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式十九不同的是，步驟三中將細(xì)胞生物反應(yīng)器放入二氧化碳孵化箱中，培養(yǎng)的溫度為37℃，CO2的濃度為5％。其他步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式十九相同。實(shí)施例1：檢驗(yàn)芯片的驅(qū)動(dòng)屬性根據(jù)交流電熱理論，電熱流速度，不僅與施加交流電的電壓與頻率有關(guān)，而且與溶液自身的電導(dǎo)率有關(guān)。用電導(dǎo)率儀測(cè)量多種培養(yǎng)液的電導(dǎo)率。結(jié)果顯示，細(xì)胞培養(yǎng)液的電導(dǎo)率為1.5S/m～2.0S/m。為研究芯片的驅(qū)動(dòng)屬性，實(shí)驗(yàn)調(diào)配了電導(dǎo)率為1.5S/m、1.7S/m及2.0S/m三種KCl水溶液作為驅(qū)動(dòng)流體。為計(jì)算流體速度，將大量直徑0.5μm的熒光微球(69A1-2，MolecularProbes公司，美國(guó))混入溶液，對(duì)芯片施加峰值為2.5～5V，頻率為1MHz的正弦交流電，用熒光顯微鏡及高清攝影機(jī)拍攝熒光微球的運(yùn)動(dòng)情況。對(duì)視頻進(jìn)行按幀打散計(jì)算出熒光微球的運(yùn)動(dòng)速率，來(lái)估算流體的驅(qū)動(dòng)速率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：1.隨著電導(dǎo)率的升高，流體的驅(qū)動(dòng)速度略有升高；2.隨著施加電壓的升高，流體的驅(qū)動(dòng)速度有顯著的升高；3.電導(dǎo)率為2.0S/m的KCl溶液在5V的電壓驅(qū)動(dòng)下，流體驅(qū)動(dòng)速率可達(dá)20±1.7μm/s，通道的寬度和高度為毫米級(jí)別，故流體的流量滿足基本灌注培養(yǎng)的要求。實(shí)施例2：檢驗(yàn)熱效應(yīng)是否對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生傷害將用去離子水配制好的電導(dǎo)率為2.0S/m的KCl水溶液(性質(zhì)與細(xì)胞培養(yǎng)液類似)取400μl注入生物反應(yīng)器，將雙通道的商業(yè)熱電偶溫度傳感器的2個(gè)電極分別放入細(xì)胞培養(yǎng)室與培養(yǎng)液存儲(chǔ)室中，確保電極工作端浸沒(méi)入液體中。將芯片放入37攝氏度的二氧化碳孵化箱中，靜止45min～1h后，對(duì)芯片施加幅值為2.5V，頻率為1MHz的正弦交流電，靜止45min～1h后讀出溫度傳感器雙通道的溫度實(shí)數(shù)并記錄數(shù)據(jù)，每5分鐘后讀一次，共10次，計(jì)算平均值。接著，將電壓幅值分別調(diào)制3V、3.5V、4V、4.5V及5V，分別重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，2.5V～5V電壓下細(xì)胞培養(yǎng)室的溫度為36.8～37.1℃，而2.5V～5V電壓下培養(yǎng)液存儲(chǔ)室內(nèi)的溫度從37.1±0.1℃逐漸上升至39.5±0.2℃。結(jié)果一方面揭示了，電熱流產(chǎn)生的熱效應(yīng)，會(huì)使周圍溶液產(chǎn)生溫升；另一方面，經(jīng)過(guò)對(duì)芯片的設(shè)計(jì)與電極的合理布局，5V電壓以下的細(xì)胞培養(yǎng)室溫度不會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生傷害。實(shí)施例3：細(xì)胞培養(yǎng)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)選用人類腎臟胚胎細(xì)胞HEK293T與人類結(jié)腸癌細(xì)胞SW620分別放入芯片中培養(yǎng)。兩種細(xì)胞分別為人類正常功能的細(xì)胞與人類該細(xì)胞的代表。細(xì)胞培養(yǎng)液選用美國(guó)LifeTechnologies公司生產(chǎn)的DMEM培養(yǎng)液。培養(yǎng)液中配入體積比10％的牛胚胎血清(FBS)提供營(yíng)養(yǎng)及1％的青霉素-鏈霉素避免染菌。接種細(xì)胞時(shí)，首先將400μl配置好的培養(yǎng)液注入生物反應(yīng)器內(nèi)。將高濃度混合有細(xì)胞的培養(yǎng)液(100,000個(gè)細(xì)胞在10μl培養(yǎng)液中)小心滴入細(xì)胞培養(yǎng)室，并用移液器頭輕輕攪拌，目的是防止過(guò)多細(xì)胞因?yàn)榱黧w流動(dòng)接種到通道中。接著，將芯片放入美國(guó)康能公司生產(chǎn)的4英寸培養(yǎng)皿中，提供無(wú)菌環(huán)境，并放入二氧化碳孵化箱中，4～6h待細(xì)胞鐵壁生長(zhǎng)后，施加幅值3V，頻率1MHz的交流電驅(qū)動(dòng)培養(yǎng)液流動(dòng)。在美國(guó)Corning公司生產(chǎn)的48孔板中接種同樣濃度的細(xì)胞作為對(duì)照組實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組每24h更換一次培養(yǎng)液，并對(duì)細(xì)胞拍照進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)。經(jīng)過(guò)72h的培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)組的細(xì)胞與對(duì)照組的細(xì)胞生長(zhǎng)形態(tài)一致，均生長(zhǎng)良好，表明了交流電熱自循環(huán)芯片對(duì)細(xì)胞沒(méi)有傷害作用。HEK293T細(xì)胞實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的72h的細(xì)胞增值率分別為332±9.7％與327±12.1％；SW620實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的72h的細(xì)胞增值率分別為386±16.3％與384±14.2％。結(jié)果表明，細(xì)胞經(jīng)靜態(tài)培養(yǎng)與流體培養(yǎng)均生長(zhǎng)良好，生產(chǎn)率略高。由于細(xì)胞有一定適應(yīng)環(huán)境的能力，所以微弱的改變流體環(huán)境對(duì)生長(zhǎng)率影響不十分明顯。但是，本芯片為細(xì)胞的流體養(yǎng)殖提供了一種新型的驅(qū)動(dòng)方式，為實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的微流控器官芯片實(shí)驗(yàn)室或人體芯片實(shí)驗(yàn)室提供了一項(xiàng)重要的技術(shù)支持。