详情

原文传递一种用于抗肿瘤药物筛选的高通量3D细胞阻抗传感器及检测方法

专利名称：	一种用于抗肿瘤药物筛选的高通量3D细胞阻抗传感器及检测方法
摘要：	本发明公开了一种用于抗肿瘤药物筛选的高通量3D细胞阻抗传感器及检测方法。本发明首先制作高通量3D细胞阻抗传感器；对肿瘤细胞进行3D培养；将3D培养的肿瘤细胞接种至3D细胞阻抗传感器芯片内，由于包裹3D细胞的基质胶不导电，传感器初始阻抗值会非常大，基质胶中混入细胞后会使整体阻抗值下降，随着细胞增殖3D细胞的数目增加使得整体阻抗值进一步下降，当抗肿瘤药物作用于3D细胞之后会引起细胞凋亡从而导致整体阻抗值再次上升，通过计算3D细胞的阻抗值变化率可以实现实时监测3D细胞对于抗肿瘤药物的反应。本发明构建的高通量3D细胞阻抗传感器可以实时同步地对多个培养腔内的3D细胞进行活性监测，进而分析不同种抗肿瘤药物的有效性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	浙江大学
发明人：	王平;潘宇祥;顾陈磊;邱勇;魏鑫伟
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-18T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201910313816.2
公开号：	CN110187091A
代理机构：	杭州求是专利事务所有限公司
代理人：	刘静;邱启旺
分类号：	G01N33/50(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号
主权项：	1.一种用于抗肿瘤药物筛选的高通量3D细胞阻抗传感器，其特征在于，该传感器的传感单元以玻璃作为基底，在基底上固定有一对垂直竖立的金对电极，金对电极的背面与培养腔内壁固定连接，培养腔固定在基底上，PCB板上固定若干传感单元，传感单元与PCB板上的焊盘电气连接；3D培养的肿瘤细胞接种在培养腔内，与垂直金对电极接触，待测药物加入至细胞培养腔中，实时监测3D肿瘤细胞阻抗指标的变化率。 2.根据权利要求1所述的一种用于抗肿瘤药物筛选的高通量3D细胞阻抗传感器，其特征在于，所述培养腔采用横截面为正方环形的PET材质培养腔。 3.根据权利要求1所述的一种用于抗肿瘤药物筛选的高通量3D细胞阻抗传感器，其特征在于，所述基底的厚度为0.5mm；所述垂直金对电极的尺寸为2mm×1mm的长方形结构，其长边与基底平行；垂直金对电极的间距为6mm；所述腔体高度为10mm，外边长为10mm×10mm，腔壁厚度为2mm。 4.一种用于抗肿瘤药物筛选的高通量3D细胞阻抗传感器的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： (1)选用厚度为100μm的金片作为金电极，将金电极切割成2mm×5mm的长方形，采用物理弯折法将金电极弯折成90°的结构，一端为2mm×1mm，另一端为2mm×4mm； (2)将弯折后的金电极粘合于培养腔内表面，腔壁上2mm×1mm的金电极作为工作电极； (3)将腔体粘合在厚度为500μm的玻璃基底上构成3D阻抗传感单元，基底上的2mm×4mm的金电极作为引线； (4)将装配好的若干个3D阻抗传感单元粘合在PCB板上；将金电极与PCB板进行电气连接构成多通道3D细胞阻抗传感器。 5.一种应用上述高通量3D细胞阻抗传感器检测抗肿瘤药物有效性的方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)3D肿瘤细胞培养：将肝癌细胞培养成3D细胞，并将入到多通道3D阻抗传感器的细胞培养腔中。 (2)3D细胞阻抗监测及抗肿瘤药物有效性分析：将3D细胞阻抗传感器与阻抗分析仪进行连接，进行阻抗值连续监测；通过阻抗变化率算法算出3D细胞的阻抗变化率作为细胞指数(CI)衡量3D细胞活性，再根据CI值和检测时间画图得出3D细胞生长曲线。当3D细胞达到生长平台期后，加入不同浓度抗肿瘤药物，观察加药之后3D细胞CI值随时间的变化，以此衡量抗肿瘤药物对于3D培养的肿瘤细胞的有效性。 6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为：人类肝癌细胞(HepG2)培养液采用DMEM培养基，其中添加了体积分数为10％的胎牛血清，质量分数为1％的丙酮酸钠，质量分数为1％的非必需氨基酸、质量分数为1％谷氨酰胺、质量分数为1％的P/S双抗；HepG2细胞需要每天更换新鲜的培养基，待细胞的融合度达到80-90％，使用质量浓度0.25％的胰酶将HepG2细胞消化，加入预冷过的基质胶和培养基形成细胞密度为5×106个/毫升的细胞基质胶混合液。将100μL细胞基质胶混合液加入多通道3D阻抗传感器的细胞培养腔中，放置在37℃的细胞培养箱中进行凝固。经过30分钟后，细胞基质胶混合液凝结成团，然后加入50μL的细胞培养基作营养支持。随着时间的增加，凝胶中的肿瘤细胞数目会增加并逐渐凝聚成团并形成3D结构。 7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，阻抗分析仪的测试参数是：激励电压为0.05v，工作频率为是1000Hz，阻抗数据测量间隔为10分钟。
所属类别：	发明专利