基于微流控技術的生物醫學,應用微流控技術在藥物篩選、蛋白質組學、醫學診斷、生物傳感器和組織工程等方面有著很好的應用前景。微流控芯片技術在藥物開發、農藥殘留分析、檢測和食品安全傳感中發揮著重要作用,芯片也可以與其他各種設備集成,即比色計,熒光計和分光光度計。它有助于監測hormone secretion、與HPLC結合的肽分析、腫瘤細胞代謝分析以及其他一些應用。在藥物分析層面,它主要強調化學部分的鑒定、表征、純化和結構闡明。據報道,在分析過程中,有幾個重大挑戰可能會阻礙結果,即吞吐量低、需要大量樣品或試劑、過程中準確性降低和繁瑣。在這種情況下,采用微流控芯片技術來減少這些挑戰。微流控芯片的流體驅動與檢測。云南微流控芯片功能

大腦微流控芯片:與神經元和細胞間相互作用直接相關的因素在腦組織功能的情況下起著重要作用。大腦及其組織的研究在很大程度上是復雜的,這使得諸如培養皿或培養瓶之類的2D模型無效,因為這些系統無法模擬大腦的實際生理環境。為了克服這一局限性,研究人員目前正在研究開發大腦微流控芯片平臺,可以在先進的小型化工程平臺下研究大腦的生理因素,該平臺可以通過多步光刻技術制備。它通過制造不同尺寸的微通道進一步實現了對腦組織的研究。上海微流控芯片分析儀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。

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。
微流控芯片的組成:微流控芯片由主體芯片、流體控制模塊、信號采集模塊和外部控制模塊組成。主體芯片是一個微通道網絡,由微流道、微閥門、微泵等構成;流體控制模塊負責流體的輸入、輸出和控制;信號采集模塊用于采集傳感器的信號;外部控制模塊用于控制芯片的操作。微流控芯片的特點:尺寸小:微流控芯片的尺寸通常為毫米級或更小,體積小巧,便于集成和攜帶。快速高效:微流控芯片能夠實現快速混合、傳輸和分離微流體,反應速度快,效率高。靈活可控:微流控芯片可以通過控制微閥門、微泵等實現對微流體的精確控制和調節。低成本:與傳統的實驗室設備相比,微流控芯片具有成本低廉的優勢,節省了實驗室的成本和資源。多材料鍵合技術解決 PDMS 與硬質基板密封問題,推動復合芯片應用。

Lee等人先前解釋說,與2D模型相比,微流控3D技術中腎單位的藥效學和病理生理學反應更為實用。KoC已被開發并證明可顯示出更好的藥物腎毒性體內后果,該系統已被進一步用于確定各種藥物誘導的生物反應。此外,它還有助于培養近端小管,用于觀察預測藥物誘導的腎損傷(DIKI)和藥物相互作用的生物標志物。腎臟器官芯片模型的簡單設計基本上由兩層組成。上層包含近端小管上皮細胞,下層包含內皮細胞。如圖1D所示,位于中間的多孔膜將兩層分開。微流控芯片的用途有什么?單分子免疫微流體生物傳感芯片是微流控技術在超高靈敏度生物檢測領域的一大應用。上海微流控芯片分析儀
微流控芯片技術用于毛細管電泳分離。云南微流控芯片功能
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。云南微流控芯片功能