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微流控芯片——体外药物筛选的可靠平台

发布时间:2022-08-11      点击次数:199
微流控是一种控制和操控微尺度流体,特指亚微米结构的技术。微流控分析芯片最初在美国被称为“芯片实验室”(lab-on-a-chip),在欧洲被称为“微整合分析芯片”(micrototal analytical systems),它是微流控技术(Microfluidics)实现的主要平台,可以把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上,自动完成分析全过程。有着体积轻巧、使用样品及试剂量少,且反应速度快、可大量平行处理及可即用即弃等优点的微流控芯片,在生物、化学、医学等领域有潜力,近年来已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的研究领域。
1.BE-FLOW对涉及流动和剪切应力的生理环境进行了体外模拟,在流动条件下在两个独立通道中进行长期2D或3D实验。
应用实例:与细胞粘附至血管内皮有关的过程(感染,细胞治疗,转移等)。
结构及原理:BE-FLOW包含两个独立的通道,每个通道都有一个入口和出口,可以与流动系统连接,模仿血管结构。将细胞接种在ECM涂层表面,可以满足细胞生长和粘附需求,从而可以在不同的生理和病理学流速下重建动态环境。
2.BE-GRADIENT允许在化学浓度梯度下进行细胞培养。
应用实例:细胞/球体的侵袭和迁移,血管生成,转移,趋化性,局部缺血,细胞分化或氧化应激。
结构及原理:BE-GRADIENT包括侧面微通道和中央腔室,可以在中央腔室接种细胞,侧面通道注入含有O2、生长因子等的培养基,从而形成浓度梯度来创建一个三维仿生微环境。
3.BE-TRANSFLOW允许细胞/组织进行2D-3D结合共培养,通过灌流培养模拟液体流动环境,是我们仿生的微型设备,可以在体外模拟不同的组织结构。利用芯片可以进行体内微环境模拟,对药物化合物进行有预测性的体外研究,从而使结果快速、有针对性地转化至临床,加速临床药物、疫苗研发的进程。
应用实例:体外免疫系统模型,血管粥样斑块形成,上皮粘连,气血屏障等屏障类模型。
结构及原理:BE-TRANSFLOW包括2个独立的孔,中间为多孔膜,该膜与下部通道连接,可以进行单培养或共培养。用不同的细胞类型在膜的上方和/或下方接种单层细胞,也可以在上层添加水凝胶细胞培养物。
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