(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211165761.3 (22)申请日 2022.09.23 (71)申请人 哈尔滨工业大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 (72)发明人 姜蒙　高会军　佟明斯　黄港　 (74)专利代理 机构 哈尔滨华夏松花江知识产权 代理有限公司 23213 专利代理师 孟宪会 (51)Int.Cl. C12M 3/00(2006.01) C12M 1/22(2006.01) C12M 1/00(2006.01) C12N 5/00(2006.01) B01L 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种柱状 类器官阵列芯片及其制造方法 (57)摘要 一种柱状类器官阵列芯片及其制造方法， 它 涉及一种类器官阵列芯片及其制造方法。 本发明 为了解决现有阵列化类器官芯片存在很难实现 类器官的一致性大批量培养的问题。 本发明的芯 片： 多个柱状类器官以阵列的形式被吸附在基底 胶上， 外基质胶全包裹在每个柱状类器官内。 制 造方法： 步骤一： 使用琼脂糖制备凹坑阵列； 步骤 二： 凹坑阵列与微阵列模 具的分离； 步骤三： 在凹 坑阵列中加入细胞； 步骤四： 涂覆基底胶， 并将细 胞封装在凹坑中， 形成类器官的全包裹； 步骤五： 柱状类器官阵列芯片的提取； 步骤六： 柱状类器 官阵列芯片的培养。 本发明用基质胶对类器官全 包裹保证类器官的极性， 实现了类器官培养的高 通量和一致性。 本发明用于 类器官的制造 。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115537328 A 2022.12.30 CN 115537328 A 1.一种柱状类器官阵列芯片， 其特征在于： 它包括芯片本体(1)， 芯片本体(1)放置于培 养皿(2)内进行细胞培养， 所述芯片本体(1)包括基底胶(1 ‑1)和多个柱状类器官(1 ‑2)， 多 个柱状类器官(1 ‑2)以阵列的形式被吸附在基底胶(1 ‑1)上， 每个柱状类器官(1 ‑2)内包裹 有细胞。 2.一种柱状 类器官阵列芯片的制造方法， 其特 征在于： 它包括以下步骤： 步骤一： 使用琼脂糖制备凹坑阵列； 步骤一一： 先将配制好的琼脂糖加热融化， 倒入多孔板(3)内， 再将多孔板(3)放置于芯 片制造装备 上； 步骤一二： 在芯片制造装备上装上微阵列模具装夹工具， 并将微阵列模具安装在微阵 列模具装夹 工具内， 所述 微阵列模具 上开设有阵列凸起； 向下移动芯片制造装备的z轴滑台， 带动微阵列模具竖直向下， 使微阵列模具盖在多孔 板(3)上的琼脂糖上， 并使琼脂糖凝固； 步骤二： 凹坑阵列 与微阵列模具的分离； 使用注射器将液体注入微阵列模具和琼脂糖的分界面的边缘处， 液体将沿着微阵列模 具的导气 槽充满整个分 界面， 再向上移动芯片制造装备的z轴滑台， 使 得微阵列模具与琼脂 糖分离， 获得一个凹坑阵列； 步骤三： 在凹坑阵列中加入细胞； 在芯片制造装备上取下多孔板(3)， 在凹坑阵列中加入细胞， 并吸除凹坑阵列中多余的 细胞； 步骤四： 涂覆基底胶， 并将细胞封装在凹坑中， 形成类 器官的全 包裹； 添加完细胞后， 在凹坑阵列中滴加基底胶， 使基底胶均匀的覆盖在凹坑阵列的上表面， 盖上盖玻片； 步骤五： 柱状 类器官阵列芯片的提取； 步骤五一： 基底胶与琼脂糖阵列充分交联后形成柱状 类器官阵列芯片； 步骤五二： 将带凹坑阵列的多孔板(3)再次放于芯片制造装备上， 装上吸取工具， 并将 带凹坑阵列的多孔板(3)放于吸取工具正下方， 将吸取工具下降直到接触到阵列上的盖玻 片； 步骤五三： 打开真空泵， 通过吸取工具将柱状类器官阵列芯片连同盖玻片一同吸附出 多孔板3； 步骤六： 柱状 类器官阵列芯片的培 养； 将柱状类器官阵列芯片与吸取工具上的玻璃片分离， 将柱状类器官阵列芯片置于培养 皿中， 加入培 养基进行培 养， 至此， 完成了柱状 类器官阵列芯片的制备。 3.根据权利要求2所述的一种柱状类器官阵列芯片的制造方法， 其特征在于： 步骤一中 的芯片制造装备包括底座(4)、 制冷盒(5)、 孔板摆放平台(6)、 孔板压紧装置(7)、 Z轴滑台 (8)、 移动测量装置(9)、 高度测量元件(10)和夹持器(1 1)， Z轴滑台(8)安装在底座(4)上， 孔板压紧装置(7)安装在Z轴滑台(8)的中下部， 制冷盒 (5)可抽拉安装在底 座(4)上， 孔板摆放平台(6)安装在制冷盒(5)上方的底座(4)上， 多孔板 (3)放置在孔板摆放平台(6)上， 移动测量装置(9)安装在Z轴滑台(8)上， 高度测量元件(10) 安装在移动测量装置(9)上， 夹持器(11)安装在Z轴滑台(8)上且位于孔板摆放平台(6)的正权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115537328 A 2上方， 用于夹持微阵列模具。 4.根据权利要求2或3所述的一种柱状类器官阵列芯片的制造方法， 其特征在于： 步骤 一中的微阵列模具包括模具夹持杆(12)、 两个模具固定板半圆夹具(13)和 模具(14)， 两个 模具固定板半圆夹具(13)扣合将模具(14)夹持后安装在模 具夹持杆(12)上， 模具(14)上设 有轴向环形定位凸起。 5.根据权利要求4所述的一种柱状类器官阵列芯片的制造方法， 其特征在于： 模具(14) 包括装夹手柄(14 ‑1)和多个高度调整平台(14 ‑2)， 装夹手柄(14 ‑1)为外径不等的柱状体， 多个高度调整平台(14 ‑2)以环形阵列的方式开设在装夹手柄(14 ‑1)的上端面上， 且高度调 整平台(14 ‑2)高出装夹手柄(14 ‑1)的上端面， 装夹手柄(14 ‑1)的上端面中部阵列开设有柱 状凸起(14 ‑3)， 柱状凸起(14 ‑3)四周开设有多个导气通道(14 ‑4)， 导气通道(14 ‑4)的形状 为正多边形， 多个导气通道(14 ‑4)之间相互连通。 6.根据权利要求5所述的一种柱状类器官阵列芯片的制造方法， 其特征在于： 装夹手柄 (14‑1)的上端面中部阵列开设的柱状凸起(14 ‑3)的高度为0.8mm ‑1mm， 柱状凸起(14 ‑3)的 底部外径为1mm， 柱状凸起(14 ‑3)的顶部为圆弧形， 相邻两个柱状凸起(14 ‑3)的底部 之间的 距离为1.5m m。 7.根据权利要求1或6所述的一种柱状类器官阵列芯片的制造方法， 其特征在于： 步骤 五中的吸取工具包括吸取夹持件(15)、 吸头连接件(16)、 真空吸头(17)和玻璃片(18)， 吸头连接件(16)插装在吸取夹持件(15)的一端， 真空吸头(17)与吸头连接件(16)连 接， 真空吸头(17)将玻璃片(18)的一侧端面吸附， 玻璃片(18)的另一侧端面吸附柱状类器 官阵列芯片上的盖玻片。 8.根据权利要求2所述的一种柱状类器官阵列芯片的制造方法， 其特征在于： 步骤三中 在凹坑阵列中加入细胞包括如下步骤： 步骤三一： 在完全培 养基中加入原 代细胞， 置 于4℃的温度中待用； 步骤三二： 以每个凹坑阵列中的微孔中期望细胞数量是100个细胞为标准， 在凹坑阵列 中加入细胞 悬液； 步骤三三： 最后吸除凹坑阵列中的微 孔外多余的细胞。 9.根据权利要求8所述的一种柱状类器官阵列芯片的制造方法， 其特征在于： 步骤三吸 除凹坑阵列中的微孔外多余的细胞的过程为： 在 多孔板(3)中加入完全培养基培养， 将培养 板置于4℃的冰箱， 在4℃的温度下离心培 养板， 吸出残余的培 养基。 10.根据权利要求2所述的一种柱状类器官阵列芯片的制造方法， 其特征在于： 步骤三 中在凹坑阵列中加入细胞包括如下步骤： 步骤S1： 配置1*10e 7浓度的细胞； 步骤S2： 装载入显微注射针中； 步骤S3： 使用显微操作方式， 在每 个凹坑阵列中的微 孔中加入给定数量的细胞。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115537328 A 3