心臟組織微流控芯片(HoC)是一種先進的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。使用該芯片已經觀察到一些不良反應。Mathur等人在2015年證明了動物試驗不足以估計測試藥物分子相對于人體的確切藥代動力學和藥效學。為此,微流控芯片技術在心血管疾病研究,心血管相關藥物開發,心臟毒性分析以及心臟組織再生研究中起著至關重要的作用。Sidorov等人于2016年創建了一個I-wired HoC。他們檢測到心肌收縮,這是通過倒置光學顯微鏡測量的。此外,工程化的3D心臟組織構建體(ECTC)現在能夠在正常和患病條件下復制心臟組織的復雜生理學。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胞組成,下層由心臟內皮細胞組成。兩層都被多孔膜隔開。它還包括有助于抽血的真空室。從設計到硬質塑料芯片成型的快速工藝,大幅縮短研發周期與試產成本。安徽微流控芯片組成
ThinXXS公司Thomas Stange博士認為,雖然原型設計價格高且有風險,微制造技術已不再是微流控產品商業化生產的主要障礙。對于他們公司所操縱的高價藥品測試和診斷市場,校準和工藝慣性才是主要的障礙。ThinXXS于6月推出了一款新的微芯片產品QPlate,同時宣稱該產品結合了MEMS硅微處理、微鑄技術以及印制電路板技術。QPlate是與丹麥Sophion Bioscience公司合作開發的,是QPatch-16 system的組成部分,QPatch-16 system可平行的測量16個細胞離子通道。青海微流控芯片批發微流控芯片技術用于藥物篩選。
公司獨特的MEMS多重轉印工藝:將硅母模上的微結構通過紫外固化膠轉印至硬質塑料,可在10個工作日內完成從設計到成品的全流程開發。以器官芯片為例,通過該工藝制造的PMMA多層芯片,集成血管內皮屏障與組織隔室,可模擬肺、肝等的生理功能,用于藥物毒性評估時,數據一致性較傳統細胞實驗提升80%。此外,PDMS芯片憑借優異的氣體滲透性(O?擴散系數達3×10??cm2/s),廣泛應用于氣體傳感領域,其標準化產線可實現月產10,000片的高效交付。
微流控芯片反應信號的收集和分析的難題:由于反應體系較小,故而只產生較低的信號強度,如何收集并分析芯片中產生的信號,是微流控芯片研究的另一項重點,因此,微流控芯片大多需要龐大的信號讀取和分析設備。近年來便攜性、自動化、敏感的新型微流控芯片讀取設備受到科研人員關注。Hu等設計和制造的自動化微流控芯片檢測儀器,體積小,功能完善,能夠自動連接微流控芯片壓力出口和蠕動泵的負壓連接器,精確地操控微量液體,并通過內置檢測和分析模塊,實現自動化、可重復的快速免疫分析。此外一些團隊已設計出體積更小的手持式設備用于定量測量反應信號深硅刻蝕結合親疏水涂層,制備高深寬比微井 / 流道用于生化反應與測序。
微流控芯片對于胰島素的補充檢測:抗胰島素自身抗體是Ⅰ型糖尿病中出現的抗體,但當胰島素被固定在檢測平臺上時,表位結合位點的關鍵三級結構發生改變,故而難以用常規方法檢測,Zhang等在芯片表面噴涂生物相容的支鏈聚乙二醇層,用以保護胰島抗原的天然構象,該芯片可以在低樣本量下同時檢測多個胰島抗原特異性自身抗體,且檢測結果不受全血樣本中復雜背景的影響。也有研究團隊嘗試通過檢測自身抗體以對心血管疾病、慢性疾病作出診斷。Dinter等研究人員將微流體芯片和微珠技術相結合,用以檢測3種心血管疾病相關自身抗體并進行抗體滴度測定。Lin等人設計制造的免疫分析平臺可在45 min內檢測臨床患者血清抗tumour蛋白53(tumor protein 53,p53)自身抗體濃度,有望用于口腔鱗狀細胞cancer的篩查。10-100μm 幾十微米級微流控芯片可實現多樣化結構設計與精密加工。內蒙古微流控芯片方法
利用微流控芯片對自身抗體檢測。安徽微流控芯片組成
腸道微流控芯片(GoC):GoC系統模仿人類腸道的生理學。它解釋了腸道的主要功能,即消化、營養物質的吸收、腸神經的調節、體內廢物的排泄、以及伴隨微生物共生體的人體腸道的病理生理學。GoC模型主要用于精確復制具有所需微流控參數的腸道體內環境。Kim等人研究了當人類GoC被腸道微生物群落占據時腸道的蠕動運動。通過對齊兩個微通道(上部和下部)來設計微型器件,該微通道雕刻在PDMS層上,該PDMS是通過基于MEMS的微納米制造工藝制作的模板翻模制備而來,且PDMS層由涂有ECM的多孔柔性膜隔開。如圖所示,該裝置被模仿人類腸道生理學的人腸上皮細胞包裹。這樣的系統可以模擬人類腸道在某些特定因素下的蠕動運動,即流體流速。安徽微流控芯片組成