详情

原文传递一种用于3D肿瘤细胞迁移实时监测的垂直多电极阻抗传感器及制备方法

专利名称：	一种用于3D肿瘤细胞迁移实时监测的垂直多电极阻抗传感器及制备方法
摘要：	本发明公开了一种用于3D肿瘤细胞迁移实时监测的垂直多电极阻抗传感器及制备方法。本发明采用MEMS工艺加工垂直多电极阻抗芯片；对具有迁移能力的肿瘤细胞进行3D培养；将一对垂直多电极阻抗芯片插入至3D肿瘤细胞培养腔内；随着3D肿瘤细胞数目的变化，垂直多电极阻抗芯片所检测到阻抗值也会产生变化。肿瘤细胞的迁移特性会导致同一个培养腔内不同空间位置的肿瘤细胞数目随着时间产生变化，垂直多电极阻抗芯片可同时监测同一培养腔内16个不同位置的阻抗值，并根据阻抗值绘制3D细胞阻抗热点图，实现对3D肿瘤细胞迁移的实时监测。
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;梁韬;孔留兵;顾陈磊;邱勇
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-08T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910176624.1
公开号：	CN109959679A
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：	G01N27/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
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3D肿瘤细胞迁移实时监测的垂直多电极阻抗传感器，其特征在于，该传感器以硅晶圆作为基底，在基底上依次覆盖SiO2层、钛层、金层，金层作为电极层，在金层上刻蚀出8行2列共16个金电极；传感器芯片与PCB板粘合，金电极通过引线连接金属盘，通过飞线将金属盘和PCB板的焊盘电气连接。 2.根据权利要求1所述的一种用于3D肿瘤细胞迁移实时监测的垂直多电极阻抗传感器，其特征在于，所述基底的厚度为0.5mm，SiO2层的厚度为1μm，钛层的厚度为5nm，金层的厚度为200nm，金电极为边长1mm的正方形。 3.一种用于3D肿瘤细胞迁移实时监测的垂直多电极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)选择厚度为0.5mm、直径为4英寸的硅晶圆作为基底，硅晶圆的晶向为1 0 0。 (2)采用热氧化技术对硅基底进行表面氧化，获得厚度为1μm的SiO2层。 (3)利用磁控溅射技术在SiO2层上先溅射一层5nm厚的钛层，然后溅射一层200nm厚的金层，用作电极层。 (4)采用正胶光刻技术刻出电极图形后，采用湿法刻蚀将非电极区域刻蚀掉，形成8行2列共16个金电极，每个金电极为边长1mm的正方形，此时得到垂直多电极阻抗传感器芯片； (5)对传感器芯片进行划片，划片后采用环氧树脂将传感器芯片粘附于PCB板上，采用飞线技术将电极引线引出的金属盘和PCB板上的焊盘电气连接。 (6)使用环氧树脂对飞线连接处进行金线保护。 (7)对金电极进行清洗，得到用于监测3D细胞迁移的垂直多电极阻抗传感器。 4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(7)中金电极的清洗方法具体如下：采用硫酸和双氧水溶液去除衬底材料上的有机物，氨水和双氧水溶液去除衬底材料上的非金属玷污，盐酸和双氧水溶液去除衬底材料上的金属玷污；最后采用双蒸水反复冲洗芯片表面，烘干后放置于紫外灯光照射下灭菌待用。 5.一种利用垂直多电极阻抗传感器进行3D肿瘤细胞迁移实时监测的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： (1)3D肿瘤细胞培养：将肿瘤细胞培养成3D球体细胞，并加入到48孔细胞培养板中。 (2)3D细胞迁移检测：将两片加工好的垂直多电极阻抗传感器插入48孔细胞培养板的待测孔中，保持两片传感器芯片电极垂直相对间隔1厘米立于培养孔底部，保持两片传感器芯片上的16个金电极对齐，左边传感器芯片上的金电极作为工作电极，右边传感器芯片上的金电极作为参比电极，连接阻抗分析仪进行阻抗值检测；当3D肿瘤细胞刚开始培养时，基本均匀分布在培养腔内，各个工作金电极所检测到的阻抗值接近一致；随着时间的变化，3D肿瘤细胞开始迁移，培养孔顶端的细胞会向培养孔底端移动，底部金电极所测到的阻抗值与其它位置所测到阻抗值大小将产生差异，根据不同电极检测到的阻抗值，绘制3D细胞阻抗值热度图，监测3D肿瘤细胞迁移的运动轨迹。 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： (1.1)将肿瘤细胞(SW480)培养在25cm2的培养瓶中，细胞培养液采用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％的谷氨酰胺、质量分数为1％的P/S双抗；SW480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SW480细胞消化，形成细胞密度为1x107个/毫升的细胞悬液。 (1.2)加入预冷过的基质胶和培养基形成细胞密度为5×107个/毫升的细胞基质胶混合液。 (1.3)将400μL细胞基质胶混合液加入48孔细胞培养板中，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200μL的细胞培养基作营养支持。
所属类别：	发明专利