单细胞全环境力学动态调控芯片

摘要

本发明提供一种单细胞全环境力学动态调控芯片，包括微流控层、压电振动层和至少一个单细胞池，其特征在于，将微流控层和压电振动层在芯片上集成，通过调节该芯片微流体的方向和流速进行单细胞的流体介质的力学动态调控，同时通过调节该芯片压电振动的振幅和频率进行单细胞的胞外基质的力学动态调控，从而在芯片上同时实现单细胞的所有环境的力学动态调控。本发明旨在解决在单细胞力学技术中存在环境动态调控困难的问题，不存在力学动态调节盲区，并具有简便灵活、高通量的特点，可在细胞和分子层面上、在时间和空间上发现细胞的生物力学特性，适合于生物力学、组织工程、药物筛选、临床医学等广泛领域应用。

主权项

一种单细胞全环境力学动态调控芯片，其包括微流控层、压电振动层和至少一个单细胞池；其特征在于：所述微流控层与压电振动层键合成一体，构成单细胞全环境力学动态调控芯片；所述微流控层由具有刚性、绝缘性和生物相容性的材料薄片制成，其与压电振动层键合面具有多个微管道和至少一个凹阱，另一面有多个溶液出入孔，溶液出入孔分别通过微管道与凹阱连通；所述压电振动层由具有压电性和生物相容性的材料薄片制成，其与微流控层键合一面具有至少一个凹阱，其一面或两面上分布有至少一对电极，压电材料薄片与其表面电极对构成压电微谐振器产生压电振动；在所述调控芯片内，微流控层与压电振动层的凹阱两两吻合构成至少一个单细胞池；所述调控芯片是通过调节进入芯片的微流体的方向和流速进行单细胞的流体介质的力学动态调控，同时通过调节所述芯片压电振动的振幅和频率进行单细胞的胞外基质的力学动态调控，从而在芯片上同时实现单细胞的所有环境的力学动态调控。