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      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

      文檔序號(hào):8255396閱讀:578來源:國知局
      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(duì)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(huì)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(tái)對(duì)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(gè)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(gè)孔相連通。
      [0007]每個(gè)縱向和橫向通道上設(shè)置有多個(gè)氣體控制閥,每個(gè)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(cè)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(duì)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(duì)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(gè)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(gè)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)猓瑢⒔M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(cè)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(duì)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(gè)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(gè)孔相連通。
      3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征是每個(gè)縱向和橫向通道上設(shè)置有多個(gè)氣體控制閥,每個(gè)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(cè)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(duì)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(duì)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(hào)】CN104569329
      【申請(qǐng)?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(qǐng)人】天津大學(xué)
      【公開日】2015年4月29日
      【申請(qǐng)日】2014年12月23日
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