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微流控细胞芯片:二维细胞的培养

       二维细胞培养,通常指在芯片微型腔体内进行的细胞生长。芯片内的细胞培养便于开展大量微环境下细胞的长期监测与分析研究,扩大微流控芯片在生物学领域的应用。从细胞生长环境而言,微流控芯片细胞培养主要分为零液流培养模式和连续流培养模式。零液流培养多在相对封闭的微型腔体(如“Ω”型或“凸”型微腔)内进行细胞生长增殖,且一般以分子扩散形式提供细胞生长所需养分;而连续流培养则是将细胞接种于连续流体环境下,再以较低流速液流直接供给养分,维持细胞的活性和实现细胞生长。目前已实现微流控芯片内多种细胞的生长与增殖。研究员制备了一种高通量、低剪切力细胞培养芯片,并进行了不同种类细胞(包括人神经胶质瘤SY5Y 细胞、Hela 细胞、NIH 3T3 成纤维细胞和原代牛上皮细胞)的培养研究。该芯片主要由“C”字形培养腔阵列组成,通过液流控制调节腔内液流剪切力至0.01 Pa,接近于体内组织条件。该芯片设计实现了细胞的均一接种、低流速和低剪切力培养环境。对于非粘附性细胞,研究员制备的一种含有多组三角形微腔的零流速细胞静态培养芯片,能够实现酵母菌的长期培养与监测。此外,基于微流控芯片的细胞传代培养也已基本实现。此外,在微流控芯片培养腔内实现了BALB/3T3 成纤维细胞连续5 代的培养,该芯片主要依托培养腔内独特的物理结构进行细胞的连续滞留实现代。同时,针对芯片内细胞培养,芯片材料的表面改性研究也得到关注,如多糖修饰聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)表面用于提高细胞兼容性。


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手持式PDMS打孔器