一種基于微流控裝置的組合藥物高通量篩選系統(tǒng)及操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高通量篩選系統(tǒng)，具體講是一種基于微流控裝置的組合藥物高通量篩選系統(tǒng)及操作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的高通量微流控篩選系統(tǒng)，主要是通過微流體芯片對單種藥物，或一種藥物的不同濃度進(jìn)行篩選，然而，不同的藥物作用原理和效率均不相同。近年來發(fā)現(xiàn)多種藥物聯(lián)合投遞會產(chǎn)生協(xié)同的效果，為了培養(yǎng)和篩選高效率的藥物種類和藥物組合，大量不同藥物組合的平行實(shí)驗(yàn)需要同時(shí)進(jìn)行。因此，開發(fā)一種基于微流控裝置的組合藥物高通量篩選平臺對藥物篩選具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種操作簡單，高通量，能同時(shí)進(jìn)行多組平行實(shí)驗(yàn)，基于微流控裝置的，可實(shí)現(xiàn)組合藥物高通量篩選的系統(tǒng)。
[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0005]一種基于微流控裝置的組合藥物高通量篩選系統(tǒng)，由氮?dú)夤?1)、壓力控制閥
(2)、氣閥控制器(3)、電腦控制終端⑷、微流控芯片(5)、進(jìn)液瓶(6)、細(xì)胞培養(yǎng)板(7)、微型真空泵(8)組成，其特征在于:微流控芯片(5)與氣閥控制器(3)連接，氣閥控制器(3) —端與連有氮?dú)夤?I)的壓力控制閥(2)連接，另一端與電腦控制終端(4)連接。
[0006]微流控芯片(5)采用光刻的方法制作，在貼附于玻璃基片上的聚二甲基硅氧烷型材上加工多條通道，包括2條以上縱向進(jìn)樣通道，2條以上橫向出樣通道，芯片內(nèi)進(jìn)樣通道與出樣通道相互交叉，形成多個通道單元，進(jìn)樣通道與進(jìn)液瓶(6)相連接，每條出樣通道與細(xì)胞培養(yǎng)板(7)中一個孔相連通。
[0007]每個縱向和橫向通道上設(shè)置有多個氣體控制閥，每個氣體控制閥通過獨(dú)立的管道與氣閥控制器連接，進(jìn)行獨(dú)立控制。
[0008]本發(fā)明基于微流控裝置的組合藥物高通量篩選系統(tǒng)的操作方法，按照所需樣品比例，將通道單元上的橫向出樣氣閥關(guān)閉，縱向進(jìn)樣通道氣閥打開，保證每種樣品按照設(shè)計(jì)比例占據(jù)不同通道單元，進(jìn)樣完畢后，將縱向管道中的氣閥關(guān)閉，橫向管道通入氮?dú)?，打開橫向氣閥，將不同單元內(nèi)樣品吹出，通過細(xì)管進(jìn)入到細(xì)胞培養(yǎng)板(7)中；細(xì)胞培養(yǎng)板(7)中含有待檢測細(xì)胞，通過細(xì)胞培養(yǎng)板上不同孔中細(xì)胞整體形態(tài)及細(xì)胞標(biāo)志蛋白表達(dá)量的差異，監(jiān)控藥物對真實(shí)細(xì)胞的作用效果，篩選出最佳藥物組合。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明是一種基于微流控裝置的組合藥物高通量篩選系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)完善，功能明確，可用于所有藥物，以及其作用的真實(shí)細(xì)胞的同時(shí)多通道篩選，可實(shí)現(xiàn)在一次操作過程中同時(shí)加載多種不同比例藥物組合，通過觀察細(xì)胞培養(yǎng)板中不同組合藥物對真實(shí)細(xì)胞的作用效果的差異，篩選出最佳藥物組合比例，從而實(shí)現(xiàn)組合藥物投遞系統(tǒng)高通量篩選的目的。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖中:1.氮?dú)夤蓿?.壓力控制閥；3.氣閥控制器；4.電腦控制終端；5.微流控芯片；6.進(jìn)液瓶；7.細(xì)胞培養(yǎng)板；8.微型真空泵。
[0012]圖2為微流控芯片通道示意圖。
[0013]圖中:9.進(jìn)樣通道；10.進(jìn)樣通道；11.進(jìn)樣通道；12.出樣通道；13.通道單元；14.抽真空口 ；15.通氮?dú)饪凇?br>【具體實(shí)施方式】
[0014]作為所述實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)選實(shí)施例，芯片上有3條進(jìn)樣通道，8條出樣通道，3條進(jìn)樣通道分別輸入緩沖液，骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP-2)溶液，含有成纖維細(xì)胞生長因子(FGF-2)溶液，細(xì)胞培養(yǎng)板中為人臍帶血間充質(zhì)干細(xì)胞，可同時(shí)進(jìn)行8種不同BMP-2和FGF-2組合比例的篩選。
[0015]作為所述實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)選實(shí)施例，芯片上有3條進(jìn)樣通道，8條出樣通道。3條進(jìn)樣通道分別輸入緩沖液，含有microRNA-21的溶液，含有microRNA-29的溶液，細(xì)胞培養(yǎng)板中為人臍帶血間充質(zhì)干細(xì)胞，可同時(shí)進(jìn)行8種不同microRNA-21和microRNA-29組合比例的篩選。
[0016]如圖1、2所示:一種基于微流控裝置的組合藥物高通量篩選系統(tǒng)由氮?dú)夤?1)、壓力控制閥(2)、氣閥控制器(3)、電腦控制終端(4)、微流控芯片(5)、進(jìn)液瓶(6)、細(xì)胞培養(yǎng)板(7)、微型真空泵(8)組成，其特征是微流控芯片(5)與氣閥控制器(3)連接，氣閥控制器
(3)一端與連有氮?dú)夤?I)的壓力控制閥(2)連接，另一端與電腦控制終端(4)連接；微流控芯片(5)采用光刻的方法制作，在貼附于玻璃基片上的聚二甲基硅氧烷(PDMS)型材上加工多條通道。
[0017]首先根據(jù)具體藥物篩選需求，在細(xì)胞培養(yǎng)板中培養(yǎng)人臍帶血間充質(zhì)干細(xì)胞，孵育足夠時(shí)間。將芯片上空氣控制閥與氣閥控制器相連，抽真空口與微型真空泵相連，通氮?dú)饪谂c氣閥控制器連通，氣閥控制器與電腦終端連接，進(jìn)樣通道與進(jìn)液瓶連接，出樣通道與細(xì)胞培養(yǎng)板相連。取lmg/mL骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP-2)溶液0.5mL于一進(jìn)液瓶中，取0.0075mg/mL成纖維細(xì)胞生長因子(FGF-2)溶液0.5mL于另一進(jìn)液瓶中，取0.5mL緩沖液于第三個進(jìn)樣瓶中，開啟微型真空泵將芯片抽真空，通過電腦控制終端和氣閥控制器控制氣閥開閉，形成符合設(shè)計(jì)的BMP-2與FGF-2的8種不同比例1: 1，2: 1，3: 1，4:1，5: 1，6: 1，7: 1，8:1的多個不同的單元，通過進(jìn)樣通道10注入骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP-2)溶液，進(jìn)樣通道11注入成纖維細(xì)胞生長因子(FGF-2)溶液，進(jìn)樣通道9注入緩沖液。進(jìn)樣完畢后關(guān)閉縱向閥門，開啟橫向閥門，通氮?dú)?，將組合藥物通入到細(xì)胞培養(yǎng)板中。細(xì)胞培養(yǎng)板孵育足夠時(shí)間，使藥物與細(xì)胞充分反應(yīng)，檢測細(xì)胞內(nèi)標(biāo)志物堿性磷酸酶(ALP)的表達(dá)量變化，最終發(fā)現(xiàn)，骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP-2)與成纖維細(xì)胞生長因子(FGF-2)為3:1的比例條件下對人臍帶血間充質(zhì)干細(xì)胞的成骨作用效果最好，從而篩選出最佳藥物組合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于微流控裝置的組合藥物高通量篩選系統(tǒng)，由氮?dú)夤?I)、壓力控制閥(2)、氣閥控制器(3)、電腦控制終端(4)、微流控芯片(5)、進(jìn)液瓶(6)、細(xì)胞培養(yǎng)板(7)和微型真空泵(8)組成，其特征在于:微流控芯片(5)與氣閥控制器(3)連接，氣閥控制器(3) —端與連有氮?dú)夤?I)的壓力控制閥(2)連接，另一端與電腦控制終端(4)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是微流控芯片(5)采用光刻的方法制作，在貼附于玻璃基片上的聚二甲基硅氧烷型材上加工多條通道，包括2條以上縱向進(jìn)樣通道，2條以上橫向出樣通道，芯片內(nèi)進(jìn)樣通道與出樣通道相互交叉，形成多個通道單元，進(jìn)樣通道與進(jìn)液瓶(6)相連接，每條出樣通道與細(xì)胞培養(yǎng)板(7)中一個孔相連通。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是每個縱向和橫向通道上設(shè)置有多個氣體控制閥，每個氣體控制閥通過獨(dú)立的管道與氣閥控制器連接，進(jìn)行獨(dú)立控制。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)的操作方法，其特征是，按照所需樣品比例，將通道單元上的橫向出樣氣閥關(guān)閉，縱向進(jìn)樣通道氣閥打開，保證每種樣品按照設(shè)計(jì)比例占據(jù)不同通道單元，進(jìn)樣完畢后，將縱向管道中的氣閥關(guān)閉，橫向管道通入氮?dú)?，打開橫向氣閥，將不同單元內(nèi)樣品吹出，通過細(xì)管進(jìn)入到細(xì)胞培養(yǎng)板(X)中；細(xì)胞培養(yǎng)板(X)中含有待檢測細(xì)胞，通過細(xì)胞培養(yǎng)板上不同孔中細(xì)胞整體形態(tài)及細(xì)胞標(biāo)志蛋白表達(dá)量的差異，監(jiān)控藥物對真實(shí)細(xì)胞的作用效果，篩選出最佳藥物組合。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于微流控裝置的組合藥物高通量篩選系統(tǒng)，由氮?dú)夤?、壓力控制閥、氣閥控制器、電腦控制終端、微流控芯片、進(jìn)液瓶、細(xì)胞培養(yǎng)板和微型真空泵組成，微流控芯片與氣閥控制器連接，氣閥控制器一端與連有氮?dú)夤?1)的壓力控制閥連接，另一端與電腦控制終端連接。本發(fā)明是一種基于微流控裝置的組合藥物高通量篩選系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)完善，功能明確，可用于所有藥物，以及其作用的真實(shí)細(xì)胞的同時(shí)多通道篩選，可實(shí)現(xiàn)在一次操作過程中同時(shí)加載多種不同比例藥物組合，通過觀察細(xì)胞培養(yǎng)板中不同組合藥物對真實(shí)細(xì)胞的作用效果的差異，篩選出最佳藥物組合比例，從而實(shí)現(xiàn)組合藥物投遞系統(tǒng)高通量篩選的目的。
【IPC分類】G01N33-15
【公開號】CN104569329
【申請?zhí)枴緾N201410816348
【發(fā)明人】李珂, 亓洪昭, 楊賢金, 崔振鐸, 盧云峰, 原續(xù)波
【申請人】天津大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月23日