的生長環境，從而進一步地提高檢測結果的準確性。
[0049]以上已參考圖2-6給出了本發明及其優選實施例的具體描述，如下將給出根據本發明原理的表面等離子體共振傳感芯片的具體制造例。
[0050]隔熱外殼(例如，圖2的201)可由PMMA或PS等透明塑料制成，其內包括一個培養液灌流入口通道和一個出口通道。隔熱外殼的長、寬、高分別可以是56mm、60mm、12mm;而培養液出入口通道的截面可以是為Imm X Imm的方形，或是直徑為Imm的圓形。
[0051]加熱裝置(例如，圖2的202，圖3和4的加熱“回形環”302)由兩個完全相同的“回形環”銅片311和313，以及夾在中間的PVDF薄膜312組成。銅片和PVDF膜的外形尺寸為27mm X27mm X Imm(長X寬X高)，中間空心部分12mm X 9mm的矩形。該加熱環嵌套在隔熱外殼中，加熱環上表面與培養液流路緊密相鄰，用于對即將流入細胞培養室的培養液進行預熱。
[0052]細胞培養腔(例如，圖2的203，圖5的503和圖6的603)由PDMS聚合物通過注塑一次成型。該細胞培養室由一個培養液灌流室和一個細胞生長室，以及夾在兩室中間的多孔膜組成。培養液灌流室的外部尺寸為12_ X 9mm X 2mm(長X寬X高)，內部空腔為直徑4mm的圓柱體，優選地，內部空腔還可以是如圖6所示的由一個三角形、一個正方形和一個半圓形拼接組成:三角形頂角為135°，對邊邊長4mm;正方形邊長為4mm;半圓形直徑為4mm。培養室(即，細胞生長室)的外部尺寸為12mm X 9mm X Imm(長X寬X高)，內部空腔為直徑4mm的圓柱體。細胞生長室的高度和直徑之比(深徑比)為1:4，在其他例子中，深徑比可以在3:1至5:1之間。多孔薄膜厚度為0.1mm，含有9個直徑為0.2mm的圓形通孔。
[0053]棱鏡可以是直角棱鏡或梯形棱鏡;材料為BK7或ZF5玻璃;上表面鍍有20-50nm的金膜。棱鏡上表面與細胞生長室緊密封接形成密閉腔室，細胞附著在金膜上生長。
[0054]以上描述的本發明的SPR傳感芯片及其優選實施例。根據本發明的傳感芯片能夠長時間、穩定、均勻地維持細胞生長所需的溫度，實現長時間SPR檢測細胞對外界刺激的響應。
[0055]使用本發明的傳感芯片，能夠得到一種更為準確有效的生物檢測系統，例如，細胞響應檢測系統。該系統可以包括本發明的上述傳感芯片及其優選實施例，還可以包括光學組件以及數據采集和處理組件。光學組件可以發射并調制用于射入所述棱鏡的入射光，而數據采集和處理組件則可以接收來自光學組件的入射光數據以及來自棱鏡的反射光數據并對采集的數據進行處理。通過對獲取的數據加以分析處理，能夠獲取更為準確的生物檢測結果，例如，細胞響應的檢測結果。
[0056]同樣地，可以使用本發明的上述表面等離子體共振傳感芯片實現一種新穎的細胞檢測方法。在進行細胞檢測時，可以首先將細胞注入傳感芯片的培養室(例如，可以使用圖6的細胞注入口 617和細胞排出口 618進行細胞的注入和排出)，細胞被接種在培養室中并在棱鏡上表面的貴金屬膜上生長。在細胞的培養過程中，使培養液持續流過傳感芯片的灌流室，而位于下層的培養室則通過隔層進行培養液交換。在需要檢測細胞響應時，可以使光束入射棱鏡，并根據由于貴金屬膜上的細胞貼壁狀態的變化所導致的入射光與反射光關系的變化(SPR角的變化)，來獲取細胞響應的相應檢測結果。另外，在培養結束時，可以排出腔內液體并加以清洗，以供下次使用。
[0057]使用本發明的傳感芯片及細胞檢測方法就能夠長時間、穩定、均勻地維持細胞生長所需的溫度，進而實現長時間SPR檢測細胞對外界刺激的響應，特別是癌細胞對不同化療方案的響應，獲得細胞的藥物相應信息。生物醫學和藥物研究人員可以據此進行疾病診斷、藥物發現與開發、癌癥治療方案優化等。
[0058]以上已經描述了本發明的各實施例，上述說明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實施例。在不偏離所說明的各實施例的范圍和精神的情況下，對于本技術領域的普通技術人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。本文中所用術語的選擇，旨在最好地解釋各實施例的原理、實際應用或對市場中的技術的改進，或者使本技術領域的其它普通技術人員能理解本文披露的各實施例。
【主權項】
1.一種表面等離子體共振傳感芯片，包括: 培養腔，所述培養腔具有培養液流入口和培養液流出口 ； 加熱裝置，所述加熱裝置包括具有兩層導熱金屬和夾在中間的高電阻率膜的夾層結構并且具有貫通結構，其中所述培養腔嵌入在所述貫通結構內； 培養液流入通道，所述培養液流入通道使得其內的培養液在進入所述培養腔的所述培養液流入口之前流經所述加熱裝置的一個表面；以及 位于所述培養腔下部并與所述培養腔緊密封接的棱鏡，所述棱鏡與所述培養腔接合的表面上鍍有貴金屬膜。2.如權利要求1所述的傳感芯片，其中所述傳感芯片還包括透明或半透明的隔熱外殼。3.如權利要求2所述的傳感芯片，其中所述培養液流入通道位于所述隔熱外殼內，所述加熱裝置嵌在所述隔熱外殼中，并且所述加熱裝置的所述表面與所述培養液流入通道緊密相鄰。4.如權利要求3所述的傳感芯片，還包括: 位于所述隔熱外殼內的培養液流出通道，該培養液流出通道與所述培養腔的培養液流出口連通。5.如權利要求1至4中任一項所述的傳感芯片，其中所述培養腔包括上部的灌流室和下部的培養室，以及夾在兩室中間的多孔膜，其中所述培養液流入口和所述培養液流出口位于所述灌流室處。6.如權利要求5所述的傳感芯片，其中所述灌流室的內腔是等高腔體，所述等高腔體的水平截面由一個三角形、一個正方形和一個半圓形拼接而成，所述培養液流入口位于所述三角形的頂角處，所述培養液流出口位于所述半圓形的頂點處，所述培養室是圓柱體并且位于所述正方形的下部。7.如權利要求5所述的傳感芯片，其中所述培養室具有細胞注入口和細胞排出口，所述細胞注入口和所述細胞排出口在培養液流經所述灌流室時封閉。8.如權利要求5所述的傳感芯片，其中所述灌流室、所述培養室以及所述多孔膜通過注塑一次成型。9.一種細胞響應檢測系統，包括: 如權利要求1-8中任一項所述的表面等離子體共振傳感芯片； 光學組件，所述光學組件發射并調制用于射入所述表面等離子體共振傳感芯片中的所述棱鏡的入射光；以及 數據采集和處理組件，所述數據采集和處理組件接收來自所述光學組件的入射光的數據以及來自所述棱鏡的反射光的數據并對采集的數據進行處理以獲取細胞響應的檢測結果O10.一種細胞響應檢測方法，包括: 將細胞注入如權利要求1-8中任一項所述的表面等離子體共振傳感芯片的培養腔，其中所述細胞在所述棱鏡上表面的所述貴金屬膜上生長； 使培養液持續流過所述傳感芯片的灌流室，其中所述培養室通過所述隔層進行培養液交換； 使入射光通過所述棱鏡入射至所述棱鏡的上表面；以及采集入射和反射光數據并加以處理以獲取細胞響應的檢測結果。
【專利摘要】本發明公開了一種表面等離子體共振傳感芯片，包括：培養腔，所述培養腔具有培養液流入口和培養液流出口；加熱裝置，所述加熱裝置包括具有兩層導熱金屬和夾在中間的高電阻率膜的夾層結構并且具有貫通結構，其中所述培養腔嵌入在所述貫通結構內；培養液流入通道，所述培養液流入通道使得其內的培養液在進入所述培養腔的所述培養液流入口之前流經所述加熱裝置的一個表面；以及位于所述培養腔下部并與所述培養腔緊密封接的棱鏡，所述棱鏡與所述培養腔接合的表面上鍍有貴金屬膜。該傳感芯片還可以包括透明的隔熱外殼，并且其培養腔可以分層。由此，能夠長時間且均勻穩定地維持細胞生長環境的溫度，進而提升細胞響應檢測的準確性。
【IPC分類】G01N21/552, G01N21/01
【公開號】CN105606535
【申請號】CN201610094869
【發明人】王鵬, 鄧士杰, 馬焰
【申請人】清華大學, 重慶梅安森科技股份有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年2月19日