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簡(jiǎn)述器官芯片的使用指南

更新時(shí)間:2025-06-25      點(diǎn)擊次數(shù):52
  一、器官芯片的基本組成:
  1.芯片結(jié)構(gòu)
  微流控控系統(tǒng):包含微通道、腔室和閥門(mén),用于細(xì)胞培養(yǎng)和流體控制。
  細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)域:通常由水凝膠、基質(zhì)膠或納米材料構(gòu)成,模擬器官的三維微環(huán)境。
  傳感器與檢測(cè)模塊:集成電極、光學(xué)探頭或生化傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)細(xì)胞活性、代謝產(chǎn)物等。
  2.配套設(shè)備
  注射泵或壓力控制器:用于精確調(diào)控流體流動(dòng)。
  顯微鏡或成像系統(tǒng):觀察細(xì)胞形態(tài)和動(dòng)態(tài)變化。
  數(shù)據(jù)采集與分析軟件:記錄實(shí)驗(yàn)參數(shù)(如流速、溫度、pH值等)。
  二、器官芯片使用前準(zhǔn)備:
  1.芯片檢查與預(yù)處理
  檢查芯片是否完好,無(wú)裂紋或污染。
  用70%乙醇或無(wú)菌水清洗芯片表面,紫外照射滅菌30分鐘。
  若需包被基底膜,按說(shuō)明書(shū)處理培養(yǎng)區(qū)域。
  2.細(xì)胞準(zhǔn)備
  選擇符合實(shí)驗(yàn)需求的細(xì)胞類(lèi)型。
  調(diào)整細(xì)胞密度至適宜濃度,懸浮于培養(yǎng)基中。
  若需共培養(yǎng),提前混合不同細(xì)胞類(lèi)型。
  3.培養(yǎng)基與試劑
  使用無(wú)菌、無(wú)酚紅的培養(yǎng)基,并添加生長(zhǎng)因子或激素。
  預(yù)溫培養(yǎng)基至37℃,避免溫度波動(dòng)影響細(xì)胞活性。
  三、器官芯片操作流程:
  1. 細(xì)胞接種
  加載細(xì)胞:
  通過(guò)注射泵或移液槍將細(xì)胞懸液緩慢注入芯片的腔室,避免產(chǎn)生氣泡。
  對(duì)于動(dòng)態(tài)灌流模型,需確保細(xì)胞在微通道中均勻分布。
  固化細(xì)胞:
  若使用水凝膠,需通過(guò)離子交換或溫度控制使其交聯(lián)。
  靜置30-60分鐘,讓細(xì)胞貼壁。
  2. 流體灌注與參數(shù)設(shè)置
  連接流體系統(tǒng):
  將芯片進(jìn)出口與注射泵、儲(chǔ)液器連接,確保密封性。
  設(shè)置流速,模擬毛細(xì)血管血流速度。
  環(huán)境控制:
  將芯片置于37℃、5% CO2培養(yǎng)箱中,或使用恒溫加熱板維持溫度。
  定期更換儲(chǔ)液器中的新鮮培養(yǎng)基,避免代謝廢物積累。
  3. 功能驗(yàn)證與實(shí)驗(yàn)干預(yù)
  生理功能檢測(cè):
  通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)細(xì)胞代謝。
  用熒光染料評(píng)估細(xì)胞活力,或用TUNEL染色檢測(cè)凋亡。
  實(shí)驗(yàn)干預(yù):
  添加藥物、毒素或病原體,觀察器官反應(yīng)。
  調(diào)整流速或施加機(jī)械刺激(如剪切力),模擬病理狀態(tài)。
  4. 數(shù)據(jù)記錄與分析
  實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè):
  使用成像系統(tǒng)記錄細(xì)胞形態(tài)變化。
  通過(guò)電化學(xué)傳感器檢測(cè)離子濃度。
  樣本采集:
  從出口收集灌流液,用于ELISA、質(zhì)譜或測(cè)序分析。
  固定芯片后切片,進(jìn)行免疫熒光染色或RNA提取。
 

 

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