用于细胞球状体培养的准球形底微孔阵列的快速加工方法

作     者：张郭远 吴蕾 彭熙尧 葛玉卿 刘婷 徐铁刚 赵建龙 ZHANG Guo-Yuan;WU Lei;PENG Xi-Yao;GE Yu-Qing;LIU Ting;XU Tie-Gang;ZHAO Jian-Long

作者机构：中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室 中国科学院大学材料科学与光电技术学院 

出 版 物：《分析化学》 (Chinese Journal of Analytical Chemistry)

年 卷 期：2023年第51卷第8期

页      面：1292-1301页

核心收录：

学科分类：08[工学] 09[农学] 0703[理学-化学] 0901[农学-作物学] 0836[工学-生物工程] 090102[农学-作物遗传育种] 

基　　金：国家重点研发计划项目(No.2022YFA1104700)资助~~ 

主　　题：准球形底微孔阵列 细胞球状体 3D打印 微加工 微流控 

摘      要：与传统的二维单层细胞相比，细胞球状体的功能更类似于体内细胞，因此在药物筛选和生理病理学研究中受到广泛关注。在低吸附准球形微孔阵列上培养细胞球状体可以实现尺寸可控和形态一致，并具有易于实现高通量的优点。然而，目前制造准球形微孔阵列的工艺通常比较复杂，而且微孔较浅，导致细胞球状体容易从微孔中滑出。针对这些问题，本研究提出一种基于3D打印和压印法的聚二甲基硅氧烷（PDMS）微孔阵列制备方法。此方法具有操作简单且成本低等优点，制备出的微孔阵列的直径和间距约为600μm，并具有准球形底部和高约1000μm的侧壁。由扫描电镜图可见微孔的准球形底面表面光滑，微孔底部形状的片内一致性约为10%，片间一致性约为5%。对压印过程的研究表明，通过调整微孔间距、薄膜厚度和压印时间等工艺参数可获得更高密度或者更高均一度的阵列。荧光微珠模拟细胞接种实验和流场仿真结果表明，此微孔阵列能够有效减少细胞或细胞球状体从孔中滑出的概率。将此器件应用于细胞球状体的培养，效果良好。本研究提出的制作方法为细胞球状体培养提供了有力工具，在细胞球状体制备和高通量药物筛选等领域具有潜在的应用前景。