(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 202210919531.5 (22)申请日 2022.08.02 (71)申请人 丹望医疗科技 （上海） 有限公司 地址 201802 上海市嘉定区沪宜公路1 185 号1幢1层JT3140室 (72)发明人 田甜　富国祥　 (74)专利代理 机构 北京清亦华知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11201 专利代理师 于腾昊 (51)Int.Cl. C12M 3/00(2006.01) C12M 1/34(2006.01) C12M 1/36(2006.01) C12M 1/42(2006.01) C12M 1/00(2006.01)B01L 3/00(2006.01) C12N 5/071(2010.01) C12N 5/09(2010.01) (54)发明名称 全自动化体外器官微球制备、 分选以及分配 培养的总系统和方法 (57)摘要 本发明公开了全自动化体外器官微球制备、 分选以及分配培养的总系统和方法， 其中， 总系 统包括制备系统、 检测分选系统以及分配发液系 统， 所述制备系统用于制备体外器官微球； 所述 检测分选系统对 死细胞较多或无细胞的VOS进行 了筛选， 保证得到的VOS全部为高活性， 实现目标 VOS的有效分选； 所述分配发液系统用于将经过 所述检测分选系统分选得到的合格微球流体分 装在孔板中以及对分装在所述孔板中的合格微 球添加培养液。 本发明构建的模块化系统能够实 现VOS的自动化制备、 检测分选和分配发液培养， 操作简单且 无污染， 为药物筛选及药效评价提供 重现性良好的体外生物模型， 具有良好的应用前 景及推广价 值。 权利要求书3页 说明书13页 附图7页 CN 115369033 A 2022.11.22 CN 115369033 A 1.一种全自动化体外器官微球制备、 分选以及分配培 养的总系统， 其特 征在于， 包括： 制备系统， 所述制备系统用于制备体外器官微球， 所述制备系统包括设置在微流控芯 片上的微球制备流道， 所述 微球制备流道包括 微球流体流道； 检测分选系统， 所述检测分选系统包括由所述微球流体流道分岔形成的缺陷微球流体 流道和合格微球流体流道， 所述缺陷微球流体流道和所述合格微球流体流道均设置在所述 微流控芯片上， 所述微球流体流道在分岔前对应的微流控芯片上设置不对称电极， 且所述 缺陷微球流体流道一侧对应的电极产生的电场大于所述合格微球流体流道一侧对应的电 极产生的电场， 所述检测分选系统还包括信号 发生器、 检测分选控制单元和光学检测单元， 所述光学检测单元设置在所述微球流体流道在分 岔前对应的微流控芯片的上方， 所述信号 发生器分别与所述不对称电极和所述检测分选控制单元相连， 所述检测分选控制单元分别 与所述光学检测单 元和所述信号发生器相连； 分配发液系统， 所述分配发液系统用于将经过所述检测分选系统分选得到的合格微球 流体分装在孔板中以及对分装在所述 孔板中的合格微球添加培 养液。 2.根据权利要求1所述的总系统， 其特征在于， 所述微球制备流道包括： 壳结构的细胞 流体流道、 核结构的细胞流体流道和油相流道， 所述壳结构的细胞流体流道和所述核结构 的细胞流体流道相汇 合形成汇合流道， 所述汇合流道与所述油相流道相汇合形成所述微球 流体流道， 在所述壳结构的细胞流体流道和所述核结构的细胞流体流道的汇合处， 所述壳 结构的细胞流体流道设置在所述核结构的细胞流体流道的两侧， 在所述汇合流道与所述油 相流道的汇合处， 所述油相流道设置在所述汇合 流道的两侧。 3.根据权利要求2所述的总 系统， 其特 征在于， 所述制备系统还 包括： 第一储液装置， 所述第一储液装置的出液口与所述壳结构的细胞流体流道的入口相 连， 所述第一储液装置用于储 存壳结构的细胞流体； 第二储液装置， 所述第二储液装置的出液口与所述核结构的细胞流体流道的入口相 连， 所述第二储液装置用于储 存核结构的细胞流体； 第三储液装置， 所述第三储液装置的出液口与所述油相流道的入口相连， 所述第三储 液装置用于储 存油相； 压力控制器和隔膜泵， 所述压力控制器分别与所述第一储液装置、 所述第二储液装置 和所述第三储液装置相连， 所述隔膜泵与所述压力控制器相连； 任选地， 所述制备系统还包括： 流速控制单元， 所述流速控制单元与所述压力控制器相 连。 4.根据权利要求3所述的总 系统， 其特 征在于， 所述制备系统还 包括： 制冷模块， 所述制冷模块用于将所述微流控芯片、 所述第 一储液装置、 所述第 二储液装 置和所述第三储液装置的温度维持在某一设定温度； 任选地， 所述制备系统还 包括： 保温单元， 所述微流控芯片、 所述第 一储液装置、 所述第 二储液装置和所述第 三储液装 置均设置在所述保温单 元内。 5.根据权利要求2所述的总系统， 其特征在于， 所述壳结构的细胞流体流道的宽度为 100～150 μm， 所述壳结构的细胞流体流道内的壳结构的细胞流体的流速为0.5～5 μL/mi n； 任选地， 所述核结构的细胞流体流道的宽度为100～150μm， 所述核结构的细胞流体流权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115369033 A 2道内的核结构的细胞流体的流速为0.5～5 μL/mi n； 任选地， 所述油相流道的宽度 为75～300 μm， 所述油相流道内的油相的流速为1～20 μL/ min。 6.根据权利要求2所述的总系统， 其特征在于， 所述壳结构的细胞流体流道内的壳结构 的细胞流体包括壳结构的细胞和 第一水凝胶， 所述核 结构的细胞流体流道内的核 结构的细 胞流体包括核结构的细胞和第二水凝胶， 所述壳结构的细胞与所述核结构的细胞不同， 所 述第一水凝胶和所述第二水凝胶不同， 所述壳结构的细胞选自脐带静脉内皮细胞和免疫细 胞中的至少一种， 所述核结构的细胞选自肿瘤细胞和干细胞中的至少一种， 所述第一水凝 胶选自纤维 蛋白原、 胶原和海藻酸盐中的至少一种， 所述第二水凝胶选自基质胶、 纤维蛋白 原和胶原中的至少一种。 7.根据权利要求1所述的总系统， 其特征在于， 所述微球制备流道包括： 细胞流体流道 和油相流道， 所述细胞流体流道和所述油相流道相汇合形成微球流体流道。 8.根据权利要求1所述的总系统， 其特征在于， 所述总系统还包括加热单元， 用于将合 格微球形成固态， 所述加热 单元的一端与所述 合格微球流体流道的出口相连； 所述分配发液系统包括： 支撑板， 所述支撑 板上设有滑 道； 移动单元， 所述移动单元包括移动平台、 X方向滑轨和Y方向滑轨， 所述Y方向滑轨垂直 设置在所述滑道上， 所述Y方向滑轨可在所述滑道上沿Y方向移动， 所述X方向滑轨垂 直设置 在所述Y方向滑轨上， 所述X方向滑轨可在所述Y方向滑轨上沿X方向移动， 所述移动平台固 定在所述X 方向滑轨的上 方； 孔板， 所述 孔板设置在所述移动平台上， 所述 孔板上设有 多个培养孔； 微球流体分配单元， 所述微球流体分配单元包括微球流体分配管、 第一连接杆和第一 立杆， 所述第一立杆设置在所述支撑板上， 所述微球流体分配管通过第一连接杆支撑在所 述培养孔的上方， 所述微球流体分配管包括分配头， 所述分配头设置在所述微球流体分配 管的下端， 所述 微球流体分配管的上端与所述加热 单元的另一端相连； 培养液移液单元， 所述培养液移液单元包括所述培养液移液器、 第二连接杆和第二立 杆， 所述第二立杆设置在所述支撑板上， 所述培养液移液器通过第二连接杆支撑在所述培 养孔的上 方， 所述培 养液移液器底部设有 多个移液枪头 。 9.根据权利要求8所述的总系统， 其特征在于， 所述分配发液系统还包括： 分配发液控 制单元， 所述分配发液控制单元分别与所述移动单元、 所述微球流体分配单元和所述培养 液移液单元相连； 任选地， 所述第一连接杆设置为可以所述第一立杆为轴周向转动， 所述第一立杆设置 为可上下伸缩， 所述第二 立杆设置为可 上下伸缩。 10.一种采用权利要求1 ‑9任一项所述的总系统进行体外器官微球制备、 分选以及 分配 培养的方法， 其特 征在于， 包括： (1)在微球制备流道制备得到体外器官微球， 所述体外器官微球包裹在油相中形成分 选前微球流体； (2)在所述分选前微球流体分岔前， 采用光学检测单元对分选前微球进行观测， 所述光 学检测单元将观测结果发送至检测分选控制单元， 如果所述分选前微球存在缺陷， 则所述权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115369033 A 3