(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 202210723360.9 (22)申请日 2022.06.24 (71)申请人 清华大学 地址 100084 北京市海淀区清华园1号 (72)发明人 林金明　谢天择　 (74)专利代理 机构 北京润泽恒知识产权代理有 限公司 1 1319 专利代理师 苟冬梅 (51)Int.Cl. C12M 3/04(2006.01) C12M 1/42(2006.01) C12M 1/38(2006.01) C12M 1/36(2006.01) C12M 1/34(2006.01) C12M 1/26(2006.01)C12M 1/22(2006.01) C12M 1/00(2006.01) (54)发明名称 一种细胞培 养装置及方法 (57)摘要 本发明实施例提供了一种细胞培养装置及 方法， 所述装置包括： 基板、 细胞样品操作平台、 微流控打印装置， 所述基板置于所述细胞样品操 作平台之上， 所述微流控打印装置悬于所述基板 上方； 所述微流控打印装置利用图案化材料在所 述基板上打印有亲水图案， 所述图案化材料支持 细胞粘附； 所述基板及其亲水图案上覆盖有油相 层； 通过微流控打印装置将细胞样品打印到所述 亲水图案之上、 油相层之下， 形成细胞液滴； 所述 细胞液滴中包含有细胞， 所述细胞与所述亲水图 案接触， 并在培养过程中粘附在所述亲水图案 上。 本发明中， 亲水图案能够支持细胞粘附， 允许 贴壁细胞表现形态与生理功能， 对 单细胞的形态 及生理功能进行分析研究， 本发 明还可以实现批 量单细胞培 养。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 114874909 A 2022.08.09 CN 114874909 A 1.一种细胞培养装置， 其特征在于， 所述装置包括： 基板、 细胞样品操作平台、 微流控打 印装置， 所述基板置于所述细胞样品操作平台之上， 所述微流控打印装置悬于所述基板上 方； 所述微流控打印装置利用图案化材料在所述基板上批量打印有亲水图案， 所述图案化 材料支持细胞粘附； 所述基板及其亲 水图案上覆盖有油相层； 通过微流控打印装置将细胞样品批量打印到所述亲水图案之上、 油相层之下， 形成多 个细胞液滴； 所述细胞液滴中包含有细胞， 所述细胞与所述亲水图案接触， 并在培养过程中 粘附在所述亲 水图案上。 2.根据权利要求1所述的细胞培养装置， 其特征在于， 所述装置还包括操作装置， 所述 操作装置悬于所述基板上方， 所述操作装置具有 液体通道和直径低于100微米的尖端， 在所 述尖端的浸润状态为水相的情况下， 尖端与基板接触并在细胞液滴之 间移动产生所述细胞 液滴之间的水相微通道； 在所述尖端的浸润状态为油相的情况下， 使尖端与基板接触并移 动切断所述细胞 液滴之间的水相微 通道。 3.根据权利要求2所述的细胞培养装置， 其特征在于， 所述操作装置还连接有微量进样 器， 通过所述操作装置的尖端和微 量进样器完成细胞样品的提取。 4.根据权利要求3所述的细胞培养装置， 其特征在于， 所述装置还包括： 加热板和倒置 显微镜， 所述加热板固定于细胞操作 平台上， 用于控制细胞操作 平台的温度， 倒置显微镜的 物镜位于在 细胞操作平台下 方用于观察所述操作装置与所述细胞 液滴。 5.根据权利要求1所述的细胞培养装置， 其特征在于， 所述装置还包括： 对准装置， 所述 微流控打印装置和所述操作装置固定在所述对准装置上， 所述对准装置用于将微流控打印 装置悬于 培养皿的目标位 点上方。 6.根据权利要求1 ‑5任一项所述的细胞培养装置， 其特征在于， 所述微流控打印装置含 有信号源、 电极片与喷墨打印芯片， 信号源通过导线与电极片连接， 使用夹具将所述电极片 固定到喷墨打印芯片的各个通道上， 所述信号源控制喷墨打印芯片在基板上滴加液滴， 以 形成亲水图案或者细胞 液滴； 所述细胞样品操作平台包括电控载物台， 所述电控载物台用于控制所述基板在xy两个 方向上精确移动， 以配合所述微流控打印装置的信号源在基板上滴加液滴， 以形成亲水图 案或者细胞 液滴。 7.根据权利要求1 ‑5任一项所述的细胞培养装置， 其特征在于， 所述微流控打印装置含 有信号源、 电极片与喷墨打印芯片， 信号源通过导线与电极片连接， 使用夹具将所述电极片 固定到喷墨打印芯片的各个通道上； 所述微流控打印装置还包括位置控制平台， 所述位置 控制平台用于控制所述微流控打印装置在xy两个方向上精确移动， 以在基板上滴加液滴， 以形成亲 水图案或者细胞 液滴。 8.一种细胞培 养方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 利用微流控打印装置在所述基板上批量打印亲 水图案； 在所述基板上覆盖油相层； 利用所述微流控打印装置在所述亲水图案之上、 油相层之下批量打印细胞样品形成多 个细胞液滴； 所述细胞液滴中包含有细胞， 所述细胞与所述亲水图案接触， 并在培养过程中权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114874909 A 2粘附在所述亲 水图案上。 9.根据权利要求7 所述的细胞培 养方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括： 在操作装置的尖端的润湿状态为水相的情况下， 使尖端与基板接触并在细胞液滴之间 移动产生所述细胞液滴之间的水相微通道； 在所述尖端的润湿状态为油相的情况下， 使尖 端与基板 接触并移动切断所述细胞 液滴之间的水相微 通道； 其中， 所述操作装置的尖端的直径低于10 0微米。 10.根据权利要求7 所述的细胞培 养方法， 其特 征在于， 所述方法还 包括： 通过所述操作装置的尖端及其连接的微 量进样器完成细胞样品的提取。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114874909 A 3