一種基于微流控芯片技術構建的仿生芯片的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種仿生芯片，更具體地說，涉及一種基于微流控芯片技術構建的仿生芯片。
【背景技術】
[0002]新藥在上市前需要進行大量的毒性、活性評價。傳統的藥物毒性、活性評價方法分為體外實驗和體內實驗。其中體外實驗主要有孔板實驗、transwell小室實驗進行評價，體內實驗主要有動物實驗、人體實驗。通過對生物標志物或血液尿液流體動力學情況的監測進行。藥物的藥代動力學情況對藥物的毒性和活性有著至關重要的影響，受實驗平臺所限，傳統的體外實驗無法提供一個流動的環境，與體內細胞所處的真實生理機械環境相去甚遠，其實驗結果局限性較大。在傳統的體內實驗中，由于血液和尿液成分復雜，生物標志物的檢測靈敏度有限，又由于不同藥物種屬敏感性的差別，無法確定哪種動物在某種藥物敏感性一致，在臨床前的動物實驗中需要進行大量的不同種屬的動物實驗的研究，資金消耗大，實驗周期長。如果有一種平臺，能夠為細胞水平的篩選提供流動的環境，使在細胞水平下進行不同種屬的細胞藥物敏感性篩選無疑是好的，微流控芯片可以提供這種平臺。微流控芯片是一種以在微米尺度空間對流體進行操控為主要特征的科學技術，具有將生物、化學等實驗室的基本功能微縮到一個幾平方厘米芯片上的能力，因此又稱為芯片實驗室。他的基本特征和最大優勢是多種單元技術在微小可控平臺上可以實現靈活組合和規模集成。
【發明內容】
[0003]為了克服現有技術中存在的不足，本發明目的是提供一種基于微流控芯片技術構建的仿生芯片。該仿生芯片提供了一種能夠實現多種細胞及組織體外共存的微流控芯片，并能同時評價藥物的吸收、分布、代謝、消除、藥效和肝毒性，為相關生理病理研究提供了平臺。
[0004]為了實現上述發明目的，解決現有技術中所存在的問題，本發明采取的技術方案是:一種基于微流控芯片技術構建的仿生芯片，包括蓋板、基板和設置在基板上自下而上呈圓盤形狀的消除模塊、分布模塊、藥效模塊、第一、二肝代謝模塊及吸收模塊疊加構成一體結構，所述仿生芯片中的每個模塊上均設置一個中心圓孔，并貫穿整個仿生芯片，中心圓孔內充滿細胞培養液，所述消除模塊、藥效模塊及吸收模塊的中心圓孔左側內部分別設置與中心圓孔連通的第一、二、三進液通道，所述消除模塊、藥效模塊及吸收模塊的中心圓孔右側內部分別設置與中心圓孔連通的第一、二、三出液通道，所述第一、二、三進液通道及第一、二、三出液通道中插入中空管，穿過蓋板并分別與外部蠕動栗兩端軟管相連，形成閉合的循環流體，除了更新仿生芯片中的細胞培養液外，所述吸收模塊中的循環流體還能向仿生芯片輸入藥物，藥效模塊中的循環流體提供血藥濃度和藥物代謝產物信息，最后由消除模塊中的循環流體將透析出的藥物帶離芯片；所述仿生芯片中自下而上每兩個模塊中間分別粘貼第一、二、三、四、五層多孔膜，所述第五層多孔膜上面附著Caco-2細胞，所述第四層多孔膜下面及第三層多孔膜上面均附著肝細胞，所述第四層多孔膜上面及第三層多孔膜下面均附著血管內皮細胞，所述第二層多孔膜上面附著Mcf-7乳腺癌細胞，所述第一層多孔膜為透析膜；所述分布模塊中的中心圓孔內部設置三個隔離區，分別放置心、肺及脂肪組織，所述蓋板與基板采用螺釘上下旋緊，用于對整個仿生芯片的壓緊固定。
[0005]所述仿生芯片材料為石英、玻璃、PMMA、PDMS聚合物、聚碳酸酯、聚酯、瓊脂糖、殼聚糖或海藻酸鈉。
[0006]所述多孔膜材料為多聚碳酸酯。
[0007]本發明有益效果是:一種基于微流控芯片技術構建的仿生芯片，包括蓋板、基板和設置在基板上自下而上呈圓盤形狀的消除模塊、分布模塊、藥效模塊、第一、二肝代謝模塊及吸收模塊疊加構成一體結構，所述仿生芯片中的每個模塊上均設置一個中心圓孔，并貫穿整個仿生芯片，中心圓孔內充滿細胞培養液，所述消除模塊、藥效模塊及吸收模塊的中心圓孔左側內部分別設置與中心圓孔連通的第一、二、三進液通道，所述消除模塊、藥效模塊及吸收模塊的中心圓孔右側內部分別設置與中心圓孔連通的第一、二、三出液通道，所述第一、二、三進液通道及第一、二、三出液通道中插入中空管，穿過蓋板并分別與外部蠕動栗兩端軟管相連，形成閉合的循環流體，除了更新仿生芯片中的細胞培養液外，所述吸收模塊中的循環流體還能向仿生芯片輸入藥物，藥效模塊中的循環流體提供血藥濃度和藥物代謝產物信息，最后由消除模塊中的循環流體將透析出的藥物帶離芯片；所述仿生芯片中自下而上每兩個模塊中間分別粘貼第一、二、三、四、五層多孔膜，所述第五層多孔膜上面附著Caco-2細胞，所述第四層多孔膜下面及第三層多孔膜上面均附著肝細胞，所述第四層多孔膜上面及第三層多孔膜下面均附著血管內皮細胞，所述第二層多孔膜上面附著Mcf-7乳腺癌細胞，所述第一層多孔膜為透析膜；所述分布模塊中的中心圓孔內部設置三個隔離區，分別放置心、肺及脂肪組織，所述蓋板與基板采用螺釘上下旋緊，用于對整個仿生芯片的壓緊固定。與已有技術相比，本發明提供了一種能夠實現多種細胞及組織體外共存的微流控芯片，并能同時評價藥物的吸收、分布、代謝、消除、藥效和肝毒性，為相關生理病理研究提供了平臺。它可以根據實際需要任意更換其中的細胞和組織種類以及模塊的疊放順序，能做到同時檢測藥物及多種生物標記物的變化。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發明的結構示意圖。
[0009]圖2是通過仿生芯片檢測藥物的組織分布圖。
[0010]圖3是通過仿生芯片檢測抗癌藥物的活性圖。
[0011 ] 圖中:1、基板，2、消除模塊，2a、第一進液通道，2b、第一出液通道，3、分布模塊，4、藥效模塊，4a、第二進液通道，4b、第二出液通道，5、第一肝代謝模塊，5a、第二肝代謝模塊，
6、吸收模塊，6a、第三進液通道，6b、第三出液通道，7、蓋板，8、中心圓孔，9、第一層多孔膜，9a、第二層多孔膜，％、第三層多孔膜，9c、第四層多孔膜，9d、第五層多孔膜。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0013]如圖1所示，一種基于微流控芯片技術構建的仿生芯片，包括蓋板7、基板I和設置在基板I上面自下而上呈圓盤形狀的消除模塊2、分布模塊3、藥效模塊4、第一、二肝代謝模塊5、5a及吸收模塊6疊加構成一體結構，所述仿生芯片中的每個模塊上均設置一個中心圓孔8，并貫穿整個仿