微流控技術(shù)是指把化學(xué)和生物等領(lǐng)域中涉及的樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測(cè)、細(xì)胞培養(yǎng)、分選、裂解等基本操作單元集成到一塊幾平方厘米甚至更小的芯片上，由微通道形成網(wǎng)絡(luò)，以可控流體貫穿整個(gè)系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)常規(guī)化學(xué)、生物、材料、光學(xué)等不同實(shí)驗(yàn)室的各種功能的一種技術(shù)。在過(guò)去的20年里，微流體技術(shù)的應(yīng)用得到大幅增長(zhǎng)，從通過(guò)液滴生成技術(shù)在單個(gè)液滴中進(jìn)行數(shù)百萬(wàn)次反應(yīng)到利用“器官芯片”進(jìn)行藥物篩選和疾病診療等。Microfluidic是點(diǎn)成Cellix提供的一套微流控技術(shù)集成系統(tǒng)。本文將簡(jiǎn)要介紹該系統(tǒng)的應(yīng)用原理和領(lǐng)域。

點(diǎn)成Microfludic系統(tǒng)的應(yīng)用

液滴生成

液滴生成的應(yīng)用范圍廣泛，不僅限于藥物發(fā)現(xiàn)和診斷，還涉及食品和化妝品生產(chǎn)等領(lǐng)域和工業(yè)應(yīng)用。液滴生成技術(shù)有助于節(jié)省成本，對(duì)于高通量單細(xì)胞分析等領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢(shì)。

液滴是如何生成的呢？

液滴是通過(guò)在具備某種幾何形狀的微流控芯片中使用微流控泵精確控制不混溶的液體（通常是水基和油基）來(lái)生成的。微流控芯片的幾何形狀通常包括交叉流（cross flow）、流動(dòng)聚焦（flowfocusing）、同流聚焦（Co-Flow focusing）等。

如何進(jìn)行液滴生成實(shí)驗(yàn)？

一般來(lái)說(shuō)，要執(zhí)行液滴生成實(shí)驗(yàn)，您需要：2個(gè)用于連續(xù)相和分散相的流量控制的微流體泵（或1個(gè)泵上的2個(gè)通道），2個(gè)用于實(shí)時(shí)反饋油相和水相流量的流量傳感器，微流控芯片，液滴，表面活性劑，將微流控芯片與泵連接的管道。

點(diǎn)成Microfluidic利用壓力泵（上）和注射泵（下）在流動(dòng)聚焦裝置中生成油包水液滴。

器官芯片

器官芯片是微流控芯片中的一種，它能夠培養(yǎng)模擬人體器官一些關(guān)鍵功能的細(xì)胞。相較于傳統(tǒng)的2D細(xì)胞培養(yǎng)，器官芯片在模擬人體器官真實(shí)生理環(huán)境上具有顯著的優(yōu)勢(shì)，這對(duì)藥物研發(fā)具有重要意義。另外，器官芯片的發(fā)展甚至有可能消除動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。

如何進(jìn)行器官芯片研究？

為了進(jìn)行器官芯片研究，您需要模擬體內(nèi)生理?xiàng)l件的器官芯片，輸送培養(yǎng)基或其他試劑的微流體泵，主動(dòng)反饋流量控制的流量傳感器以及用于容納培養(yǎng)基的樣品存儲(chǔ)器。通過(guò)在器官芯片中培養(yǎng)細(xì)胞，這些芯片通過(guò)細(xì)胞培養(yǎng)瓶或其他容器和流量傳感器連接到微流體泵，以確保將培養(yǎng)基和其他試劑精確輸送到芯片中的細(xì)胞。

點(diǎn)成Microfluidic利用壓力泵單通道進(jìn)行芯片上的細(xì)胞培養(yǎng)

審核編輯 黃昊宇