安捷倫已有一些儀器使用趨向于具有更多可用性方面的經(jīng)驗(yàn),并將這些經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到了微流體技術(shù)開(kāi)發(fā)上。微流體和生物傳感器的項(xiàng)目經(jīng)理Kevin Killeen博士在接受采訪時(shí)說(shuō),安捷倫的目標(biāo)是為終端使用者解除負(fù)擔(dān),“由適宜的儀器產(chǎn)品組裝成的系統(tǒng)可以讓非專業(yè)人士操縱專業(yè)設(shè)備”。微流體技術(shù)也需要適時(shí)表現(xiàn)出其自身的實(shí)用性和可靠性,例如,納米級(jí)電噴霧質(zhì)譜分析(nano-electrospray MS)不必考慮其頂端的閉合及邊帶的加寬,Killeen補(bǔ)充道:“對(duì)于生物學(xué)家來(lái)說(shuō),微流控技術(shù)的價(jià)值就在于此。”微流控芯片技術(shù)用于基因測(cè)序。北京微流控芯片發(fā)展
心臟組織微流控芯片(HoC)是一種先進(jìn)的OoC,它模仿了服用劑型或特定藥物分子后人類心臟的整體生理學(xué)。使用該芯片已經(jīng)觀察到一些不良反應(yīng)。Mathur等人在2015年證明了動(dòng)物試驗(yàn)不足以估計(jì)測(cè)試藥物分子相對(duì)于人體的確切藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)。為此,微流控芯片技術(shù)在心血管疾病研究,心血管相關(guān)藥物開(kāi)發(fā),心臟毒性分析以及心臟組織再生研究中起著至關(guān)重要的作用。Sidorov等人于2016年創(chuàng)建了一個(gè)I-wired HoC。他們檢測(cè)到心肌收縮,這是通過(guò)倒置光學(xué)顯微鏡測(cè)量的。此外,工程化的3D心臟組織構(gòu)建體(ECTC)現(xiàn)在能夠在正常和患病條件下復(fù)制心臟組織的復(fù)雜生理學(xué)。圖1C顯示了心臟組織微流控芯片的示意圖,其中上層由心臟上皮細(xì)胞組成,下層由心臟內(nèi)皮細(xì)胞組成。兩層都被多孔膜隔開(kāi)。它還包括有助于抽血的真空室。江蘇微流控芯片發(fā)展前景微流控芯片的瓶頸和難題是什么?
美國(guó)圣母大學(xué)(University of Notre Dame)的Hsueh-Chia Chang博士與微生物學(xué)家和免疫檢測(cè)professor合作研究,提高了微流控分析設(shè)備檢測(cè)細(xì)胞和生物分子的速度和靈敏性。同時(shí),Chang對(duì)交流電動(dòng)電學(xué)進(jìn)行了改善,因?yàn)樗J(rèn)為交流電(AC)可作為選擇平臺(tái),驅(qū)動(dòng)流體通過(guò)用于醫(yī)學(xué)和研究的微流控分析儀。微流控分析儀的驅(qū)動(dòng)機(jī)制是常規(guī)的直流電動(dòng)電學(xué),但是使用時(shí)容易產(chǎn)生氣泡并引起物質(zhì)在電極發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的缺點(diǎn)限制了直流電的應(yīng)用,此外,為保證其對(duì)流量的精確控制,直流電極必須放置在儲(chǔ)液池中,不能直接連接在電路中。
肺組織微流控器官芯片(LoC):這是另一種在微型設(shè)備上的人肺的3D工程復(fù)雜模型。它基本上構(gòu)成了人類的肺和血管。該系統(tǒng)可能在很大程度上有助于肺部的生理研究。此外,它還有助于研究肺泡囊中吸收的納米顆粒的特征,并進(jìn)一步模擬病原體引發(fā)的炎癥反應(yīng)。此外,它可用于測(cè)試由環(huán)境toxin和氣溶膠產(chǎn)品引起的影響。LoC使研究人員能夠研究apparatus或人體的體外生理作用,因此,它被用于不同肺部疾病醫(yī)療方式的戰(zhàn)略實(shí)施。在組織設(shè)計(jì)中,微流控創(chuàng)新通過(guò)提供氧氣,營(yíng)養(yǎng)和血液,在復(fù)雜組織的發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用。它為肺細(xì)胞開(kāi)發(fā)了一個(gè)微環(huán)境來(lái)研究生理活動(dòng)。Wyss研究所設(shè)計(jì)了各種肺部微芯片,以演示典型LoC的工作。這些微芯片還能夠模擬肺水腫。腸道微流控芯片的應(yīng)用。
模型生物微流控芯片的設(shè)計(jì)Choudhary等人設(shè)計(jì)了多通道微流控灌注平臺(tái),用于培養(yǎng)斑馬魚(yú)胚胎并捕獲胚胎內(nèi)各種組織和apparatus的實(shí)時(shí)圖像。其中包含三個(gè)不同的部分。這些包括一個(gè)微流控梯度發(fā)生器,一排八個(gè)魚(yú)缸和八個(gè)輸出通道。在魚(yú)缸中,魚(yú)胚胎被單獨(dú)放置。流體梯度發(fā)生器平臺(tái)支持以劑量依賴性方式分析藥物和化學(xué)品,具有高重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性。它提供了一個(gè)獨(dú)特的灌注系統(tǒng),確保介質(zhì)均勻恒定地流向魚(yú)缸,并有可能有效去除廢物。除了內(nèi)部組織和apparatus的實(shí)時(shí)成像外,魚(yú)缸中的胚胎運(yùn)動(dòng)受到限制。為了驗(yàn)證開(kāi)發(fā)微流控芯片的可重復(fù)性,以丙戊酸為模型藥物,在有/沒(méi)有丙戊酸誘導(dǎo)的情況下測(cè)試了魚(yú)類的胚胎發(fā)育。結(jié)果表明,用丙戊酸處理的胚胎發(fā)育異常。單分子免疫芯片是微流控技術(shù)在超高靈敏度生物檢測(cè)領(lǐng)域的一大應(yīng)用。采用微納米加工的微流控芯片發(fā)展趨勢(shì)
單分子免疫微流控生物芯片是微流控技術(shù)在超高靈敏度生物檢測(cè)領(lǐng)域的一大應(yīng)用。北京微流控芯片發(fā)展
腸道微流控芯片(GoC):GoC系統(tǒng)模仿人類腸道的生理學(xué)。它解釋了腸道的主要功能,即消化、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收、腸神經(jīng)的調(diào)節(jié)、體內(nèi)廢物的排泄、以及伴隨微生物共生體的人體腸道的病理生理學(xué)。GoC模型主要用于精確復(fù)制具有所需微流控參數(shù)的腸道體內(nèi)環(huán)境。Kim等人研究了當(dāng)人類GoC被腸道微生物群落占據(jù)時(shí)腸道的蠕動(dòng)運(yùn)動(dòng)。通過(guò)對(duì)齊兩個(gè)微通道(上部和下部)來(lái)設(shè)計(jì)微型器件,該微通道雕刻在PDMS層上,該P(yáng)DMS是通過(guò)基于MEMS的微納米制造工藝制作的模板翻模制備而來(lái),且PDMS層由涂有ECM的多孔柔性膜隔開(kāi)。如圖所示,該裝置被模仿人類腸道生理學(xué)的人腸上皮細(xì)胞包裹。這樣的系統(tǒng)可以模擬人類腸道在某些特定因素下的蠕動(dòng)運(yùn)動(dòng),即流體流速。北京微流控芯片發(fā)展