在同一基底操纵多种粘附细胞的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及将多种细胞粘附到同一基底并对其操纵的装置和方法，其为在基底金表面用ＰＤＭＳ的微流管道将其划分成可修饰和不可修饰区域。不同管道区域通入不同分子修饰，使其划分成细胞可粘附和不可粘附区域。在可粘附不同区域接种不同细胞，拿开ＰＤＭＳ，几种细胞便有序吸附在表面。电化学解吸，破坏不可粘附区域中分子与金的结合，使所有种类细胞自由移动。另外，选择性修饰一种或几种细胞两侧成为不可粘附区域，其余细胞利用ＰＢＳ分隔，去除ＰＤＭＳ，被选择的细胞被固定，其余细胞可自由移动。该方法和装置简单易操作，且可控制不同种细胞固定、全部运动或者部分运动，达到任意操纵多种细胞的目的，可用于研究多种细胞间相互作用，并可用于药物筛选。

Apparatus and method for manipulating a plurality of adherent cells on the same substrate

The present invention relates to an apparatus and method for adhering a plurality of cells to the same substrate and manipulation thereof for dividing a PDMS into a modified and non modified area on a gold surface of a substrate using a microchannel of a microchannel. Different molecules are modified by dividing the cells into adherent and non adherent regions. When adhering to different regions, inoculating different cells and taking PDMS, several cells are orderly adsorbed on the surface. Electrochemical desorption destroys the binding of molecules to gold in a non adherent region, allowing all types of cells to move freely. In addition, the selective modification of one or more cells on either side of the cell becomes a non adherent region, and the remaining cells are separated by PBS to remove PDMS, the selected cells are immobilized, and the remaining cells are free to move. The method and apparatus is simple and easy to operate, and can control different kinds of cells, all or part of fixed motion movement, achieve arbitrary control of various types of cells, can be used to study the interaction among various cells, and can be used for drug screening.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在同一基底上粘附并操纵多种细胞的装置及粘附方法。
技术介绍
目前基于仅仅对一种细胞观察和操纵的体外研究系统，已无法满足基础细胞生物学 和病理学研究的需要，人们常常需要在模仿生命体条件下，体外观察和操纵两种或多种 细胞，通过考察它们之间的相互作用来了解生命体发育、疾病产生和发展的过程，并进 一步进行药物筛选和干预。现在接近生命体条件下，可用于研究两种细胞相互作用的装置，市场上可购买到 Transwe 11 Chamber。该商品利用带孔的薄膜将两种细胞分隔成上下两层培养，只能观察 上层细胞向下的侵袭，而无法观测它们之间的相互运动，并且只能观察两种细胞之间的 作用，对多种细胞相互作用无法研究。在文献1: Li， Y., Bo, Y" Ji, H.， Han, D., Chen, S., Tian, F., Jiang, X., Angew. Chem. Int. Ed., 2007, 46 (7)， 1094-1096中，蒋兴宇研究小组结合纳米尺度的自组装单分子膜、电化 学以及微流控技术，把本来不能使细胞粘附的基底表面某些区域选择性"活化"，使得不 同种细胞在指定空间粘附。该小组同时申请专利，申请号为200710098280.4 (其在先申 请号200610089251.7，在先申请日为2006.08.11)的申请构建了一种将多种细胞粘附到同 一基底上的装置及粘附方法；但是它的不足之处在于把不同种细胞要有序粘附在同一表 面，需要长时间的电化学解吸附过程，不利于此方法的推广。本申请人的申请号为200710117815.8，申请日2007年6月25日的专利技术专利申请构 建了将多种细胞以有序阵列方式粘附到同一基底上的装置及粘附方法，此方法过程简单， 但无法构建连续距离变化的有序多细胞排列。本申请人的申请号为200710119999.1(申请日2007年8月6日)和200710U9997.2(申 请日2007年8月6日)的两项专利技术专利申请构建连续距离变化的有序多细胞排列，并利 用电化学解吸方法和聚(L-赖氨酸)-聚乙二醇-聚(L-赖氨酸)的嵌段共聚物的性质实现了多 种细胞在同一基底上的同时束缚、释放和选择性释放，但是上述两种方法在装置制备时需要对聚二亚甲基硅氧烷印章表面进行亲水化处理，该处理方法在一般生物实验室难以 实现；同时在选择性释放时，使用的聚(L-赖氨酸)-聚乙二醇-聚(L-赖氨酸)的嵌段共聚物 性质不稳定，进而降低了方法的稳定性，因此上述装置和方法不利于在通常生物实验室 推广。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，装置简单 易操作、并且可在同一基底粘附并控制不同种细胞间的运动，以便研究不同种细胞间相 互作用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现本专利技术提供的在同一基底上粘附和操纵多种细胞的装置，包括一基底；所述基底上表面上蒸镀有一层钛粘附层或铬粘附层，所述钛粘附层或铬粘 附层上蒸镀有一层金层；一下表面上具有至少一微凹槽单元的聚二亚甲基硅氧垸印章；所述聚二亚甲基硅氧烷 印章的下表面贴覆于所述基底的金层上；和一负极连通于所述基底，电压为1. 0 1. 4V的电源；所述微凹槽单元由从左至右依次排列的六条凹槽组成；其中，位于左侧三条凹槽为等截面的凹槽，该左侧三条凹槽的中间段相互平行，所述 左侧第一条凹槽中间段之外的两端段由该凹槽中间段的两端垂直折向左侧0. 5 0. 8 cm，然 后再垂直折向中部0.3 0.5 cm;所述左侧第二条凹槽中间段之外的两端段由该凹槽中间 段的两端垂直折向左侧0. 8 1. 5 cm;所述左侧第三条凹槽中间段之外的两端段由该凹槽 中间段的两端以30 60度斜角折向左侧0. 5 0. 8 cm;所述左侧第四条凹槽的中间段分为上、中、下三段，所述左侧第四条凹槽的中间段 中段凹槽截面宽度向右侧宽于左侧第四条凹槽的中间段上段凹槽截面宽度100 300 pm; 所述左侧第四条凹槽的中间段下段凹槽截面宽度向右侧宽于左侧第四条凹槽的中间段中 段凹槽截面宽度100 300 而且该左侧第四条凹槽中间段之外的两端段以30 60度 斜角折向右侧0.5 0.8 cm;所述左侧第五条凹槽为等截面凹槽，其中间段分为上、中、下三段，所述左侧第五 条凹槽的中间段上段凹槽与左侧第四条凹槽的中间段上段凹槽平行；所述左侧第五条凹 槽的中间段中段凹槽垂直折向右侧100 300 nm，且与所述左侧第四条凹槽的中间段中 段凹槽的右侧边平行；所述左侧第五条凹槽的中间段下段凹槽垂直折向右侧0.8 1.5 cm，且与所述左侧第四条凹槽的中间段下段凹槽的右侧边平行；该左侧第五条凹槽中间段之外的两端段由该凹槽中间段的两端垂直折向右侧0. 5 0. 8 cm;所述左侧第六条凹槽为等截面凹槽，其中间段分为上、中、下三段，所述左侧第六条 凹槽的中间段上段凹槽与左侧第五条凹槽的中间段上段凹槽平行；所述左侧第六条凹槽的 中间段中段凹槽垂直折向右侧100 300 |_im，且与所述左侧第五条凹槽的中间段中段凹槽 的右侧边平行；所述左侧第六条凹槽的中间段下段凹槽垂直折向右侧0.8 1.5cm，且与 所述左侧第五条凹槽的中间段下段凹槽的右侧边平行；该左侧第六条凹槽中间段之外的两 端段垂直折向右侧0.5 0.8 cm，之后再垂直折向中部0.3 0.5 cm;所述六条凹槽的槽端处分别设有与相应的凹槽相通的垂向通孔；所述六条凹槽之间 的间距为100 500um;所述六条凹槽长度在l. 2 1.8cm范围内，宽度在20 1000ym 范围内；所述聚二亚甲基硅氧烷印章的下表面贴覆于所述基底的金层上，在聚二亚甲基硅氧 烷印章与所述金表面之间形成六条封闭的微流道，所述微流道内的金表面通过1 5 mM 硫醇的乙醇溶液自组装而被修饰成抗细胞粘附的惰性区域；或者部分微流道内的金表面通过1 5 mM硫醇的乙醇溶液自组装而被修饰成抗细胞粘附 的惰性区域，另一部分微流道内的金表面利用细胞外基质被修饰成促进细胞粘附的活性 区域。所述的钛粘附层厚度均为2 10nm;所述的铬粘附层厚度均为2 10nm;所述的金层 厚度为20 50nm。本专利技术提供的在同一基底上粘附和操纵多种细胞的方法，包括如下的步骤1) 在一干净玻璃基底上表面上先蒸镀2 10 nm厚的钛粘附层或铬粘附层，然后再 在所述钛粘附层或铬粘附层上蒸镀20 50 nm厚的金层；2) 使用光刻技术，在一硅片上制备至少一组凸型线型微结构单元，该凸型线型微结 构单元由六条凸型条组成；其中，位于右侧三条凸型条为等截面凸型条，该右侧三条凸型条的中间段相互平行， 所述右侧第一条凸型条中间段之外的两端段由该凸型条中间段的两端垂直折向右侧0.5 0.8 cm，然后再垂直折向中部0.3 0.5 cm;所述右侧第二条凸型条中间段之外的两端段 由该凸型条中间段的两端垂直折向右侧0.8 L5 cm;所述右侧第三条凸型条中间段之外 的两端段由该凸型条中间段的两端以30 60度斜角折向右侧0.5 0.8 cm;所述右侧第四条凸型条的中间段分为上、中、下三段，所述右侧第四条凸型条的中 间段中段凸型条截面宽度向左侧宽于所述右侧第四条凸型条的中间段上段凸型条截面宽 度100 300 pin;所述右侧第四条凸型条的中间段下段凸型条截面宽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在同一基底上粘附和操纵多种细胞的装置，包括：　一基底；所述基底上表面上蒸镀有一层钛粘附层或铬粘附层，所述钛粘附层或铬粘附层上蒸镀有一层金层；　一下表面上具有至少一微凹槽单元的聚二亚甲基硅氧烷印章；所述聚二亚甲基硅氧烷印章的下 表面贴覆于所述基底的金层上；和　一负极连通于所述基底，电压为１．０～１．４Ｖ的电源；　所述微凹槽单元由从左至右依次排列的六条凹槽组成；　其中，位于左侧三条凹槽为等截面的凹槽，该左侧三条凹槽的中间段相互平行，所述左侧第一条凹 槽中间段之外的两端段由该凹槽中间段的两端垂直折向左侧０．５～０．８ｃｍ，然后再垂直折向中部０．３～０．５ｃｍ；所述左侧第二条凹槽中间段之外的两端段由该凹槽中间段的两端垂直折向左侧０．８～１．５ｃｍ；所述左侧第三条凹槽中间段之外的两端段由该凹槽中间段的两端以３０～６０度斜角折向左侧０．５～０．８ｃｍ；　所述左侧第四条凹槽的中间段分为上、中、下三段，所述左侧第四条凹槽的中间段中段凹槽截面宽度向右侧宽于左侧第四条凹槽的中间段上段凹槽截面宽度１００～３００μｍ；所述左侧第四条凹 槽的中间段下段凹槽截面宽度向右侧宽于左侧第四条凹槽的中间段中段凹槽截面宽度１００～３００μｍ；而且该左侧第四条凹槽中间段之外的两端段以３０～６０度斜角折向右侧０．５～０．８ｃｍ；　所述左侧第五条凹槽为等截面凹槽，其中间段分为上、中、下 三段，所述左侧第五条凹槽的中间段上段凹槽与左侧第四条凹槽的中间段上段凹槽平行；所述左侧第五条凹槽的中间段中段凹槽垂直折向右侧１００～３００μｍ，且与所述左侧第四条凹槽的中间段中段凹槽的右侧边平行；所述左侧第五条凹槽的中间段下段凹槽垂直折向右侧０．８～１．５ｃｍ，且与所述左侧第四条凹槽的中间段下段凹槽的右侧边平行；该左侧第五条凹槽中间段之外的两端段由该凹槽中间段的两端垂直折向右侧０．５～０．８ｃｍ；　所述左侧第六条凹槽为等截面凹槽，其中间段分为上、中、下三段，所述左侧第六 条凹槽的中间段上段凹槽与左侧第五条凹槽的中间段上段凹槽平行；所述左侧第六条凹槽的中间段中段凹槽垂直折向右侧１００～３００μｍ，且与所述左侧第五条凹槽的中间段中段凹槽的右侧边平行；所述左侧第六条凹槽的中间段下段凹槽垂直折向右侧０．８～１．５ｃｍ，且与所述左侧第五条凹槽的中间段下段凹槽的右侧边平行；该左侧第六条凹槽中间段之外的两端段垂直折向右侧０．５～０．８ｃｍ，之后...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈振玲，李勇，蒋兴宇，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]