微流控细胞培养-药物筛选一体化芯片

摘要

本申请涉及细胞培养和药物培养技术领域，本申请提供一种微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片。本申请所提供的微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片，包括：依次连通的成球模块、药物加注模块和细胞培养模块；所述成球模块，包括细胞通道、海藻酸盐通道和凝胶束通道；所述细胞通道和海藻酸盐通道在下游末端汇合至凝胶束通道；所述药物加注模块，包括参照通道和至少一药物加注通道，所述药物加注通道上设置至少一个注药室；所述细胞培养模块，包括分别与所述参照通道和药物加注通道一一对应的细胞培养室，每个细胞培养室包括至少一个细胞培养孔和培养通道，所述培养通道的下游设置流出孔。本申请所提供的方案能够有助于提升药物的筛选结果的准确性。

权利要求

1.一种微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片，其特征在于，包括：依次连通的成球模块、药物加注模块和细胞培养模块；

所述成球模块，包括细胞通道、海藻酸盐通道、凝胶束通道和培养基通道；每个所述细胞通道两侧分别设置一个所述海藻酸盐通道，且所述细胞通道与海藻酸盐通道的平面夹角为60°，所述细胞通道和海藻酸盐通道在下游末端汇合至凝胶束通道；所述培养基通道将所述凝胶束通道的下游末端连接至第一汇合点，所述培养基通道的一端设置培养基室，所述培养基室和第一汇合点分别位于所述培养基通道的两端，所述培养基通道与凝胶束通道正交连通；

所述药物加注模块，包括参照通道和至少一药物加注通道，其中，所述药物加注通道上设置至少一个注药室；所述药物加注模块上游设置第一汇合点并与所述成球模块连通，相邻的两个所述药物加注通道之间所连通的注药室的数量逐级递增，每个所述注药室的容量相同；

所述细胞培养模块，包括分别与所述参照通道和药物加注通道一一对应的细胞培养室，每个细胞培养室包括至少一个细胞培养孔和培养通道，所述培养通道的下游设置流出孔，所述细胞培养孔分别与所述培养通道连通，每个细胞培养室并联数量相同的所述细胞培养孔，且每个所述细胞培养孔容量相同，所述培养通道迂回设置，当细胞球进入至所述细胞培养孔后，在所述培养通道上的液体或其他细胞球难以将所述细胞培养孔中的细胞球带离所在细胞培养孔。

2.根据权利要求1所述的微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片，其特征在于，所述凝胶束通道的内径、培养基通道的内径和药物加注通道的内径之间的比值为4：4：5。

3.根据权利要求1所述的微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片，其特征在于，所述成球模块中，所述细胞通道和海藻酸盐通道的数量比为1：2，所述细胞通道的内径、海藻酸盐通道的内径和凝胶束通道的内径之间的比值为2：3：4。

4.根据权利要求1所述的微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片，其特征在于：每个所述注药室之间并联且分别与所述药物加注通道连通，或者多个所述注药室串联至一通道，并统一注入所属的药物加注通道。

5.根据权利要求1所述的微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片，其特征在于：所述药物加注模块还包括：设置在所述参照通道和每个所述药物加注通道上的缓冲通道；

每个所述缓冲通道处在所述注药室的设置区域与所述细胞培养模块之间。

6.根据权利要求5所述的微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片，其特征在于：每个所述缓冲通道与所对应的细胞培养室的距离相同。

7.根据权利要求5所述的微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片，其特征在于：每个所述缓冲通道均为尺寸相同的U型通道或S型通道。

8.根据权利要求1所述的微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片，其特征在于：所述细胞培养孔的横截面设为圆形。

说明书

微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片

技术领域

[0001] 本申请涉及细胞培养和药物培养的技术领域，具体而言，本申请涉及一种微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片。

背景技术

[0002] 目前，为了能够更准确获取药物对细胞的影响的实验数据，细胞3D培养技术得到了推广应用。在进行药物筛选实验之前，需要先完成待测试细胞的体外培养，待测试细胞的体外培养条件对体内环境的模拟度越高，细胞所表现出的生理特征约接近体内生长状态。其中一种细胞体外培养技术是利用海藻酸盐包裹细胞形成凝胶球以实现细胞的3D培养，但是在实际操作中每个培养孔中的凝胶球数量不均衡，凝胶球之间的细胞个数也不均衡，从而影响后续的药物筛选实验的结果。

[0003] 尤其在肿瘤治疗过程或肿瘤药物研发的过程中，高通量的药物筛选过程受到上述问题的影响会更突出。

发明内容

[0004] 针对如何就细胞3D培育技术中解决高通量和提供准确实验数据的药物筛选的技术问题，本申请提供一种微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片。

[0005] 所述一种微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片，包括：依次连通的成球模块、药物加注模块和细胞培养模块；

[0006] 所述成球模块，包括细胞通道、海藻酸盐通道和凝胶束通道；所述细胞通道和海藻酸盐通道在下游末端汇合至凝胶束通道；

[0007] 所述药物加注模块，包括参照通道和至少一药物加注通道，其中，所述药物加注通道上设置至少一个注药室；所述药物加注模块上游设置第一汇合点并与所述成球模块连通；

[0008] 所述细胞培养模块，包括分别与所述参照通道和药物加注通道一一对应的细胞培养室，每个细胞培养室包括至少一个细胞培养孔和培养通道，所述培养通道的下游设置流出孔。

[0009] 在一可选实施例中，所述的微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片，还包括：连接所述凝胶束通道的下游末端和所述第一汇合点的培养基通道。

[0010] 在一可选实施例中，所述培养基通道的一端设置培养基室，所述培养基室和第一汇合点分别位于所述培养基通道的两端。

[0011] 在一可选实施例中，所述培养基通道与凝胶束通道正交连通。

[0012] 在一可选实施例中，所述凝胶束通道的内径、培养基通道的内径和药物加注通道的内径之间的比值为4：4：5。

[0013] 在一可选实施例中，所述成球模块中，所述细胞通道和海藻酸盐通道的数量比为1：2，所述细胞通道的内径、海藻酸盐通道的内径和凝胶束通道的内径之间的比值为2：3：4。

[0014] 在一可选实施例中，每个所述细胞通道两侧分别设置一个所述海藻酸盐通道，且所述细胞通道与海藻酸盐通道的平面夹角为60°。

[0015] 在一可选实施例中，所述药物加注模块中，相邻的两个所述药物加注通道之间所连通的注药室的数量逐级递增，每个所述注药室的容量相同。

[0016] 在一可选实施例中，每个所述注药室之间并联且分别与所述药物加注通道连通，或者多个所述注药室串联至一通道，并统一注入所属的药物加注通道。

[0017] 在一可选实施例中，所述药物加注模块还包括：设置在所述参照通道和每个所述药物加注通道上的缓冲通道；

[0018] 每个所述缓冲通道处在所述注药室的设置区域与所述细胞培养模块之间。

[0019] 在一可选实施例中，每个所述缓冲通道与所对应的细胞培养室的距离相同。

[0020] 在一可选实施例中，每个所述缓冲通道均为尺寸相同的U型通道或S型通道。

[0021] 在一可选实施例中，每个细胞培养室并联数量相同的所述细胞培养孔，每个所述细胞培养孔容量相同；所述培养通道迂回设置。

[0022] 在一可选实施例中，所述细胞培养孔的横截面设为圆形。

[0023] 本申请所提供的微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片，具有如下技术效果：

[0024] 第一、本申请实施例所提供的微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片，通过对细胞通道和海藻酸盐通道进入至凝胶束通道中进行充分混合保证在凝胶束通道的每段相同长度的细胞海藻酸盐凝胶束中的细胞数量大致相等，确保药物筛选的准确性。

[0025] 第二、通过向培养基通道匀速灌注培养基，对细胞海藻酸盐凝胶束实现持续且作用力一致的剪切作用，使得剪切后的每个细胞球的体积大致相同，保证每个细胞球所包含的细胞数量大致相同。

[0026] 第三、基于该药物加注模块注药室的梯度设计，不仅可以实现药物浓度梯度控制实现高通量药物筛选，而且也可以研究不同药物的相互作用，有利于药物的联合应用或者毒副作用的发现。

[0027] 第四、各个药物加注通道所对应的细胞培养孔的形状、容量大小一致，使得每个细胞培养孔所能够容纳的细胞球的数量也是相同的，以便实现对待测药物灌注进行定量控制，也保证培养效果的可比性。

[0028] 本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过实践了解到。

附图说明

[0029] 上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0030] 图1为本申请的一个实施例所提供的微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片的结构示意图；

[0031] 图2为本申请的一个实施例所提供的成球模块中的细胞海藻酸盐凝胶束的流动示意图；

[0032] 图3为本申请的一个实施例所提供的药物加注模块的缓冲通道和细胞培养模块中的细胞球的流动示意图。

具体实施方式

[0033] 下面结合附图和示例性实施例对本申请作进一步地描述，其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出本申请的特征是不必要的，则将其省略。

[0034] 本申请提供的微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片，设有盖合芯片和微量注射泵。其中该盖合芯片用于与该芯片基片盖合形成该微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片，并形成液体入口和物质流通通道。而微量注射泵则接入至液体入口，为各个通道灌注对应的流体物质，并且控制所灌注流体的流速。通过该微量注射泵，能够向所接入的入口持续灌注对应的流体，以实现对细胞实现持续、动态灌注，更好地模拟细胞在体内状态，使得对药物的筛选结果更加准确。

[0035] 在本申请所提供的实施例中，该微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片可采用聚二甲硅氧烷PDMS，通过3D打印模具和再灌模技术制作而成。在使用之前，需要进行高压灭菌，消毒烤干以及包被的过程。

[0036] 为了能够突出说明本申请的微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片的主要设计点，在以下的描述内容中，以该微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片进行具体分析，而由于各个入口需接入的微量注射泵为较为常规的灌注结构，则在以下篇幅中不予具体描述。

[0037] 参照图1，为本申请的一个实施例所提供的微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片的结构示意图。

[0038] 本申请提供了一种微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片1，沿细胞流动的方向依次包括成球模块10、药物加注模块20和细胞培养模块30，相邻的两个模块通过通道连接，以便将细胞培养的物质，如培养基、细胞球和药物往下一个模块进行传输。

[0039] 该成球模块10是由多个通道相连而成的。在本实施例中，该成球模块10包括细胞通道110、海藻酸盐通道120和凝胶束通道130。该细胞通道110用于注入细胞悬液，而海藻酸盐通道120用于注入海藻酸盐缓冲液，而且，在细胞通道110和海藻酸盐通道120的末端汇合相交，使得细胞悬液和海藻酸盐缓冲液进行混合。而上述细胞通道110和海藻酸盐通道120在末端汇合后，合并至凝胶束通道130。细胞悬液和海藻酸盐缓冲液在该凝胶束通道130进行充分混合后，形成细胞海藻酸盐凝胶束。

[0040] 在本实施例中，细胞通道110中细胞悬液的灌注速度、海藻酸盐通道120中的海藻酸盐缓冲液的灌注速度可为匀速，从而更好地控制在凝胶束通道130的每段相同长度的细胞海藻酸盐凝胶束中的细胞数量大致相等，有助于保证药物筛选的准确性。

[0041] 参照图2，图2为本申请的一个实施例所提供的成球模块10中的细胞海藻酸盐凝胶束的流动示意图。

[0042] 如图2所示，细胞通道110和海藻酸盐通道120的数量比为1：2。图2中成球模块10，包含了一条细胞通道110和位于该细胞通道110两侧的两条海藻酸盐通道120，使得细胞悬液在进入至凝胶束通道130中时，能够与两侧的海藻酸盐缓冲液充分混合，并且通过分别控制细胞通道110、海藻酸盐通道120和凝胶束通道130之间的内径比，使得在凝胶束通道130的每段相同长度的细胞海藻酸盐凝胶束中的细胞数量大致相等，提高了凝胶束制备的标准化，确保药物筛选的准确性。

[0043] 优选地，本实施例中的两条海藻酸盐通道120的内径是相同的，在该海藻酸盐通道120的灌注速度相同的条件下，能够保证该两条海藻酸盐通道120中的海藻酸盐缓冲液的量是相同的，从而保证在汇入至凝胶束通道130时，流体状态能够相对稳定。

[0044] 在该实施例中，该细胞通道110的内径、海藻酸盐通道120的内径和凝胶束通道130的内径之间的比值为2：3：4，在该实施例中，具体内径分别是：细胞通道110的内径为200μm、海藻酸盐通道120的内径为300μm、以及凝胶束通道130的内径为400μm。凝胶束通道130的内径大于细胞通道110海藻酸盐通道120的内径，保证凝胶束通道130能够容纳从细胞通道110和海藻酸盐通道120所流入的液体，以避免凝胶束通道130内的压力过大，或者对细胞通道110和海藻酸盐通道120造成液体倒灌的情况，进一步保证凝胶束通道130内的流体状态的稳定，也进一步保证在凝胶束通道130的每段相同长度的细胞海藻酸盐凝胶束中的细胞数量大致相等，确保药物筛选的准确性。

[0045] 而该两条海藻酸盐通道120分别与细胞通道110所形成的角度也是相同的，使得海藻酸盐缓冲液在海藻酸盐通道120汇入至凝胶束通道130处对细胞悬液的作用角度是一致的，藻酸盐缓冲液和细胞悬液能够充分混合。若该两条海藻酸盐通道120的海藻酸盐缓冲液的流速是相同的，能够更好地确保在凝胶束通道130内流体状态能更加稳定。

[0046] 在本实施例中，细胞通道110与每一侧海藻酸盐通道120的平面夹角为60°，保证海藻酸盐缓冲液在汇入凝胶束通道130时，在垂直和沿着细胞悬液的流动方向对细胞悬液的作用力不会太大或太小，从而进一步保证在凝胶束通道130内藻酸盐缓冲液和细胞悬液能够充分混合。

[0047] 上述实施例所提到的细胞悬液，其细胞来源可以是从肝癌组织中分离的原代肝癌6
细胞，经过细胞计数和细胞活力检测后，将原代肝癌细胞制成浓度为2×10cells/ml的悬液，并且与含有CaCl2的缓冲液以体积比1:1混合得到所述细胞悬液。而该细胞悬液，可以通过微量注射泵用注射器灌注至细胞通道110。

[0048] 而上述的细胞悬液的细胞浓度是可以根据每个海藻酸盐凝胶束所含细胞个数的不同目进行调整。

[0049] 该成球模块10，还包括培养基通道150。该培养基通道150将凝胶束通道130的下游末端连接至第一汇合点160。

[0050] 在本实施例中，在该培养基通道150的与第一汇合点160的相对端还包括培养基室140。该培养基室140用于灌注培养基。从该培养基室140可以持续向培养基通道150灌注培养基，培养基沿着培养基通道150向第一汇合点160方向流动至与凝胶束通道130的连通处，与细胞凝胶束混合，并流向药物加注模块20。如图2所示，该培养基通道150与凝胶束通道
130正交连通，即两者成T型相连。当细胞凝胶束通过培养基通道150时，受到培养基的流体剪切力，形成多个细胞球。该细胞球是单个球体的形式存在。在本实施例中，该培养基灌注速度是匀速的，从而可以保证剪切后的每个细胞球的体积大致相同，保证每个细胞球所包含的细胞数量大致相同。

[0051] 在本实施例中，凝胶束通道130的内径、培养基通道150的内径和药物加注通道220的内径之间的比值为4：4：5。具体地，凝胶束通道130的内径为400μm、培养基通道150的内径为400μm、药物加注通道220的内径为500μm。在带有细胞球的培养基流至第一汇合点160后，分流至参照通道210和药物加注通道220。

[0052] 在本实施例中，该细胞悬液灌注速度为20μl/12h，海藻酸盐灌注速度为20μl/12h，培养基灌注速度为40μl/12h。即培养基通道150的培养基的流速大于凝胶束通道130中的细胞凝胶束的流速，更好实现培养基对细胞凝胶束的剪切作用，使得细胞球更容易形成，并细胞球之间随着培养基的推动下保持一定距离，避免出现粘连现象。

[0053] 沿着细胞的流动方向，在该成球模块10之后是药物加注模块20。该药物加注模块20用于将从成球模块10所获取的包含有细胞的细胞海藻酸盐凝胶束灌注药物，以便药物对该细胞进行作用。

[0054] 该药物加注模块20，包括了至少两个通道，其中一个是参照通道，另外一个为药物加注通道220。在该药物加注通道220上设置一个与其连通的注药室240，而该参照通道上没有设置注药室240。利用该药物加注模块20的分组对比，以便观察细胞与药物反应后的变化，从而得到药物对细胞的反应效果。其中，该注药室240可以通过药物通道250相连至药物加注通道220。当未向该药物加注模块20注入药物时，从成球模块10接收了细胞球后，通过参照通道210和药物加注通道220，并向该芯片的流出孔40输出，此时，该芯片相当于一个标准的细胞球制备装置。

[0055] 在本实施例中，参照通道210和药物加注通道220平行设置，连接于第一汇合点160的分流通道230分别与参照通道210和药物加注通道220垂直设置，保证每个参照通道210和药物加注通道220的流体状态基本相同，在参照通道210和各药物加注通道220的输入端形成相同的流体环境，从而提升参照通道210和各药物加注通道220的培养数据可比性。

[0056] 在该参照通道和药物加注通道220的上游还设置第一汇合点160。该第一汇合点160与成球模块10的末端相通，以接收从成球模块10流出的物质。

[0057] 在本实施例中，参照通道和药物加注通道220的上游设置一分流通道230，该分流通道230分别与参照通道和药物加注通道220连通，而且，还通过该分流通道230与第一汇合点160相连，使得成球模块10和药物加注模块20实现相通。

[0058] 进一步地，若该药物加注模块20包括多个药物加注通道220，相邻的两个药物加注通道220之间所连通的注药室240的数量逐级递增。而且，每个注药室240的容量相同，以确保对于每个药物加注通道220所灌注的药物浓度是逐级递增。具体可以为图1所提供的具体实施例。其中，从上至下方向排列的第一条通道没有设置注药室240，属于参照通道，而第二至第四条通道设置了注药室240，属于药物加注通道220。

[0059] 基于该药物加注模块20注药室240的梯度设计，不仅可以实现药物浓度梯度控制实现高通量药物筛选，而且也可以研究不同药物的相互作用，有利于药物的联合应用或者毒副作用的发现。

[0060] 若药物加注通道220上的注药室240的数量为多个时，注药室240之间可以形成并联或串联的连通关系。

[0061] 若注药室240之间形成并联的连通关系，如图1所提供的实施例，每个注药室240之间相互独立并连通至所属的药物加注通道220。

[0062] 若注药室240之间形成串联的连通关系，每个注药室240是连通的，即其中一个注药室240的药物可以流至与其连通的其他注药室240。一个药物加注通道220所连通的多个串联的注药室240由一个通道连通至该药物加注通道220上。

[0063] 在使用的过程中，可持续且以相通的灌注速度对每个注药室240灌注待测药物，从注药室240至其连通的药物加注通道220形成注入压力，使得灌注至每个注药室240中待测药物持续并等量地注入至所连通的药物加注通道220。而且每个药物加注通道220中的待测药物的灌注速度若是相同的，从而保证各个药物加注通道220的待测药物的浓度是根据所连接的注药室240的数量进行等量变化的。每个药物加注通道220中的待测药物的灌注速度也可以根据不同培养目的进行调整，以实现药物用量的控制。

[0064] 如图1所示，在药物加注模块20部分中，从上至下的多个通道分别是参照通道210、第一药物加注通道221、第二药物加注通道222、第三药物加注通道223、第四药物加注通道224。

[0065] 随着药物加注通道220的编号的递增，药物加注通道220所连通的注药室240的数量递增1。即第一药物加注通道221上所连通的注药室240的数量为1，第二药物加注通道222上所连通的注药室240的数量为2，第三药物加注通道223上所连通的注药室240的数量为3，第四药物加注通道224上所连通的注药室240的数量为4。

[0066] 在本实施例中，每个注药室240分别与所属的药物加注通道220进行连通，能够将灌注的待测药物直接输入至该药物加注通道220中。该待测药物是配制好的已知浓度。

[0067] 而由于每个注药室240的容量相同、所注入的待测药物的浓度相同、灌注速度相同，多个药物加注通道220内部的待测药物的浓度取决于注药室240的数量，并且会根据注药室240的数量的不同，在各个药物加注通道220之间形成等量的浓度差异。如在第一药物加注通道221的待测药物的浓度为1时，则第二药物加注通道222的待测药物的浓度为2，第三药物加注通道223的待测药物的浓度为3，第四药物加注通道224的待测药物的浓度为4。

[0068] 在本实施例中该药物加注通道220的内径为500μm。

[0069] 在本实施例中，每个注药室240横截面均设为圆形，直径为2mm。而且，同一药物加注通道220上的相邻的两个注药室240的间隔距离是相同的。

[0070] 细胞球通过注药室240后，混合了待测药物流向细胞培养模块30。

[0071] 该细胞培养模块30，包括与参照通道和每个药物加注通道220一一对应的细胞培养室310。而每个细胞培养室310均包括至少一个细胞培养孔313和培养通道311。每个培养通道311的下游设置流出孔40。细胞培养孔313分别与培养通道311连通。

[0072] 当待测药物和细胞球的混合液体从药物加注模块20的药物加注通道220流入细胞培养模块30时，流经培养通道311后进入与其连通的细胞培养孔313。该细胞培养孔313是设置在培养通道311上的突出的圆形空间。由于细胞球由海藻酸盐凝胶束分割而成，其质地为非流动性，随着混合液体不断携带的新细胞球通过细胞培养孔313，逐步将新细胞球填充至该细胞培养孔313中。

[0073] 当细胞球进入至细胞培养孔313后，在培养通道311上的液体或其他细胞球难以将其带离该细胞培养孔313。但是持续流经的待测药物由于为溶液状态，随着液体持续流动，待测药物能够渗入至该细胞培养孔313内，对细胞培养孔313内的细胞球中的细胞持续发挥作用。而细胞培养孔313内的培养液可以通过持续流动的混合液体进行更新，并从流出孔40进行收集，该收集到的培养液因含有细胞代谢物，可根据实际需要将含有细胞代谢物的培养液进行弃置、收集提取或者重新进入循环。

[0074] 图3为本申请的一个实施例所提供的药物加注模块20的缓冲通道260和细胞培养模块30中的细胞球的流动示意图。

[0075] 如图3所示，该细胞培养孔313的接口小于该细胞培养孔313的内径，从而能够将更多的细胞球存储起来，而且，确保内部的细胞球不容易被流经培养通道311的混合液体冲刷带离细胞培养孔313，保证与待测药物反应的细胞球不变，保证测试效果。

[0076] 而且，各个药物加注通道220所对应的细胞培养孔313的形状、容量大小一致，使得每个细胞培养孔313所能够容纳的细胞球的数量也是相同的，以便实现对待测药物灌注进行定量控制，也保证培养效果的可比性。

[0077] 进一步地，各个药物加注通道220所对应的细胞培养孔313的数量可为多个。而每个细胞培养孔313的形状、容量大小也是一致的。对于单个药物加注通道220所对应的细胞培养孔313，均匀布设在培养通道311上。而且，每个培养通道311为迂回设置。如图3所提供的实施例中，培养通道311呈“凹”型，即由多个培养子通道312连通而成。在每个培养子通道312上可设置细胞培养孔313。该迂回设置，能够减少流经培养通道311的混合液体的流动速度，使得混合液体中的细胞球更容易进入细胞培养孔313中，而且减轻混合液体对细胞培养孔313内部的冲刺程度。

[0078] 在图3所提供的培养通道311上垂直于药物加注通道220的培养子通道312上设置了细胞培养孔313，而且，每个细胞培养孔313的开口方向一致，保证每个细胞培养孔313得流体环境大致相同，有助于保证在每个细胞培养孔313所存储的细胞球的数量相同，待测药物对每个细胞培养孔313内的细胞球的作用环境也是一致的，尽可能减少每个药物加注通道220对应的细胞培养环境的差异，保证检测结果的稳定性。并且，该芯片也能够在不增加设计面积的同时，为细胞球增加反应的管路。

[0079] 如图3所示，在同一培养通道311上的多个细胞培养孔313的朝向均与芯片内的液体的总体流向方向平行，使得从药物加注模块20流过来的混合液体中的细胞球随着流体方向，更容易进入每个细胞培养孔313中，并且混合液体也难以将已进入细胞培养孔313中的细胞球冲刷带离。

[0080] 在上述实施例所提供的细胞培养孔313的横截面为圆形，有助于提升细胞培养孔313所容纳细胞球的有效面积。该细胞培养孔313的内径为1mm，细胞培养孔313之间的距离为1mm，深度为1mm，每个培养孔可容纳3个细胞球，每个细胞培养孔313之间的距离为3mm。

[0081] 在每个培养通道311的末端设置有流出孔40。该流出孔40用于输出从培养通道311排出的混合液体，用于生化指标的检测。

[0082] 在此基础上，在药物加注模块20的参照通道和每个药物加注通道220上的末端，即位于注药室240的设置区域与所述细胞培养模块30之间分别设置缓冲通道260。而且每个缓冲通道260的形状和尺寸相同，作用是降低混合液体进入细胞培养模块30的流速，使得减速后的流体速度保持基本一致，有助于为各个所连接的培养通道311内提供基本相同的流体环境。并且，细胞球可以提升与药物混合程度和作用时间，从而有助于进一步提升药物筛选的结果的准确度。

[0083] 在此基础上，每个缓冲通道260与所对应的细胞培养室310的距离相同，进一步保证每个缓冲通道260所连接的培养通道311内提供基本相同的流体环境。

[0084] 该缓冲通道260的形状为U型通道或S型通道。在图3所提供的实施例中，该缓冲通道260的形状为U型通道。

[0085] 在上述的所有实施例中，细胞通道110、海藻酸盐通道120、培养基通道150以及各个注药室240均为液体入口，每个液体入口各接入微量注射泵，将对应的液体进行灌注。

[0086] 本申请实施例所提供的微流控细胞培养‑药物筛选一体化芯片1，通过对细胞通道110和海藻酸盐通道120进入至凝胶束通道130中进行充分混合保证在凝胶束通道130的每段相同长度的细胞海藻酸盐凝胶束中的细胞数量大致相等，确保药物筛选的准确性。

[0087] 更优地，通过向培养基通道150匀速灌注培养基，对细胞海藻酸盐凝胶束实现持续且作用力一致的剪切作用，使得剪切后的每个细胞球的体积大致相同，保证每个细胞球所包含的细胞数量大致相同。

[0088] 更优地，基于该药物加注模块20注药室240的梯度设计，不仅可以实现药物浓度梯度控制实现高通量药物筛选，而且也可以研究不同药物的相互作用，有利于药物的联合应用或者毒副作用的发现。

[0089] 更优地，各个药物加注通道220所对应的细胞培养孔313的形状、容量大小一致，使得每个细胞培养孔313所能够容纳的细胞球的数量也是相同的，以便实现对待测药物灌注进行定量控制，也保证培养效果的可比性。

[0090] 以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。