本發明涉及一種新型細胞培養的生物芯片，從使用上講，是一種運用在細胞培養實驗中的用于剪切力實驗的細胞培養生物芯片。

背景技術：

生物芯片是近20年在生物醫學工程領域中迅速發展起來的一項高新技術。生物芯片用途廣泛，在生命科學研究及實踐、醫學科研及臨床、藥物設計、環境保護、農業、軍事等各個領域。因為其高通量，微型化和自動化的特點，符合快速、高效、低成本的工業化運作原則，在疾病診斷、藥物篩選、細胞培養等領域，具有非常強大的運用前景。這些無疑將會產生巨大的社會和經濟效益。然而，傳統的生物芯片技術存在著許多難以解決的問題，主要表現在傳統生物芯片采用的是離體的基因與蛋白分子，經歷從細胞內環境提取、分離、提純、表面粘附、分子結合等等一系列處理之后，處理后的細胞發生變化，并不能起到及時觀察，分析的作用。所以，要改變這種狀況，必須從根本上徹底改變生物芯片的設計思路，設計一種能形成實時觀察對比的芯片。

在對細胞的分化和增殖研究中，細胞力學實驗經常用到，模擬體內流體，細胞探究對不同剪切力的影響是其中的一項，但目前缺乏用于用于剪切力實驗的細胞培養生物芯片，缺乏獲取模擬流體力學條件下的細胞對剪切力的實時反映狀況。

因此，需要發明提供一種用于剪切力實驗的細胞培養生物芯片，以解決上述問題。

技術實現要素：

本發明的技術內容是一種用于剪切力實驗的細胞培養生物芯片，其特征在于：在長方形的芯片一端有2排共4個注射孔，注射孔兩兩為一對，每對2個注射孔各自分別連接一條共2條V通道，2條V通道沿長方形芯片的兩條長邊，或者沿長方形芯片的短邊，呈“Y”型匯流到左右對稱的2條連接通道，“Y”型開口朝向芯片的兩側。2條連接通道拐彎后平行于芯片的長邊，伸向芯片的另一端；左右2條連接通道在芯片的中部，分別連接有1個矩形培養區和1個錐形培養區，兩個培養區對稱分布在芯片中部的兩側。這兩個培養區主要作用是培養活細胞生長，用于檢測活細胞。2個培養區另一端，各連接有連接通道，2條連接通道最后匯流到在芯片另一端中部的1個矩形廢液池，矩形廢液池通過排出通道與排出口連接。

優選的，所述芯片的矩形培養區和錐形培養區的形狀有直角型和圓角型2種規格。即芯片的矩形培養區和錐形培養區的形狀有保持矩形的直角和錐形的直角的直角型號，以及矩形和錐形的直角都用圓角圓弧倒角的圓角型號，這2種規格。倒角圓角R≥2mm，以保證消除直角的對流體的影響。芯片的錐形培養區的錐尖有朝矩形廢液池一端的和錐尖朝注射孔一端的2種規格。這樣設計便于數據的實驗對比和驗證。

優選的，所述矩形培養區和錐形培養區內部寬度不同，能在相同的培養液流速下，由于矩形培養區和錐形培養區的寬窄不同，造成矩形培養區和錐形培養區內部的剪切力不同。細胞在矩形培養區和錐形培養區中進行培養，對比分析出在不同剪切力的作用下干細胞的分化情況，并能夠依據實驗要求根據流體力學公式計算，調整研究不同的寬度下的剪應力，研究相同或者不相同流速下產生的剪應力變化對細胞的影響。但是矩形培養區和錐形培養區的底面高度，在與連接通道連接的進口處和出口處的高度尺寸都相同，即底面有坡度時，矩形培養區和錐形培養區的兩個底面的坡度都一致。這樣便于保證實驗數據的對比。

優選的，所述芯片的制作材質都是透明材質，這樣保證芯片能夠在顯微鏡或CCD下檢測。所述芯片在矩形培養區和錐形培養區的區域上都加工有網格刻線，以便于細胞定位和流體模擬時對細胞剪切力的定位。

本發明芯片的優點：在良好的細胞培養環境下，通過在芯片上的實驗操作，能夠起到同時定量定向的實驗觀測對比，從而使研究剪切力對細胞的影響實驗更加方便，減少了即時觀測的實驗時間和誤差。與現有的設計相比，本發明芯片具有下列有益效果：比普通芯片設置了不同剪切力的培養系統，在干細胞培養過程中施加不同的剪切力，達到即時、有效、微量觀測。能夠在檢測的時間段內進行實時監測，控制營養物質的輸入速率，保證檢測的可靠性，使得結果更能反應真實的干細胞生長環境，掌握剪切力對干細胞分化的影響，為后續工作做準備。

附圖說明

圖1為本發明的一種直角型規格的俯視示意圖。

圖2為本發明的一種直角型規格的俯視示意圖。

圖3為本發明的一種圓角型規格的俯視示意圖。

圖4為本發明的一種圓角型規格的俯視示意圖。

其中：1.矩形廢液池；2.排出通道； 3.矩形培養區；4.連接通道；5.V通道；6.注射孔；7.錐形培養區； 8.排出口；9.網格刻線。

具體實施方式

下面結合附圖1-4進一步對本發明加以說明。

操作步驟如下：從長方形的芯片一端的注射孔6分別成對注入干細胞和營養液，定期通過注射孔6補給相應的營養物質，保證細胞正常的新陳代謝。把注射孔6成對分組，作為對照組。營養物質直接被運送到培養區內，用于即時觀測細胞的生長。待細胞貼壁生長后，從兩對注射孔6持續注入細胞培養液，流態的培養液流過矩形培養區3和錐形培養區7產生的剪切力作用于細胞。在特定的實驗培養條件下，矩形培養區3和錐形培養區7能夠起到對比作用。待細胞貼壁生長24h后，可直接通過高清攝像機或DVD檢測剪切力作用下細胞的分化情況。網格刻線9起到芯片不同流體部位的細胞定位作用。矩形廢液池1將培養池中干細胞的代謝產物或者是多余的注射物質暫時儲存的空間，保證干細胞的正常培養環境。最后矩形廢液池1的廢液通過排出通道2與最終排出口8排出。