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集成电阻抗生物传感器的微流体细胞培养装置中单个芽殖酵母解剖事件的实时监测
微流控装置与荧光显微镜相结合，提供了高分辨率和高内涵的平台，用于研究芽殖酵母酿酒酵母的单细胞形态、行为和复制衰老的动态过程。然而，大量记录的图像使得数据处理工作非常耗费人力和时间，而酵母复制寿命 (RLS) 是酵母衰老的主要标准。为了解决这一限制并进行无标记的 RLS 分析，引入了可通过微流控装置中的微电极轻松功能化的电阻抗谱 (EIS) 来监测芽殖酵母的细胞生长和分裂。在此，提出了一种集成 EIS 生物传感器的微流控装置，以单细胞分辨率进行酵母增殖的原位阻抗测量，从而识别子代从母代分离的瞬时事件。单个酵母细胞被可靠地固定在瓶颈状陷阱中以进行连续培养，在此过程中子细胞在水力剪切力的作用下有效地从母细胞中分离出来。每 2 分钟进行一次延时阻抗测量以监测细胞过程，包括出芽、分裂和解剖。通过使用 K 均值聚类算法首次分析自定义参数“解剖指标”，从 EIS 信号中准确提取了子细胞脱离母细胞的瞬时事件。从而验证了基于阻抗传感技术识别子细胞解剖事件。随着进一步的发展，这种集成电阻抗生物传感器的微流控装置在高通量、实时、无标记分析出芽酵母的衰老和 RLS 方面具有良好的应用前景。
精确操纵微型...
抽象的微流体技术促进了对流体混合和组件之间相互作用的精确控制，包括自组装和降水。它为准确制造颗粒提供了新的选择，并具有推进微/纳米颗粒药物输送系统（DDSS）的重要潜力。已经探索了各种微通道/微流体芯片以构建微/纳米颗粒DDS。通过微流体技术对粒径，形态，结构，刚度，表面特征和弹性的精确操纵依赖于特定的微通道几何设计以及外源能量的应用，并依赖于流体运动的原理。因此，这可以对关键质量属性（CQA）（例如粒径和分布，封装，效率，药物负荷，体外和体内药物输送率，ZETA电位和靶向功能），用于微型/纳米型ddss。在这篇综述中，我们对微流体技术进行了分类，并探讨了过去5年（2018 - 2023年）的新型微通道结构的最新研究发展及其在微型/纳米型DDS中的应用。此外，我们阐明了微流体技术的最新操纵策略，这些技术影响了与微/纳米/纳米细胞DDSS CQA相关的基础结构。此外，我们还提供了有关新型微/纳米颗粒DDS的背景下微流体技术所面临的工业应用和挑战。
克服微流体技术障碍
芯片实验室 (LoC) 设备实验室程序的小型化以及向单细胞分析或器官芯片 (OoC) 系统等各种平台的转变正在彻底改变生命科学和生物医学领域。因此，微流体正在成为提高关键过程质量和灵敏度的可行技术。然而，尚未建立标准测试方法来验证微流体设备的基本制造步骤、性能和安全性。微流体技术的成功开发和广泛使用在很大程度上取决于社区在建立广泛支持的测试协议方面的成功。需要共识指南的一个关键领域是泄漏测试。由于微流体系统尺寸小、表面积与体积比高、流速低、体积有限以及短距离内压差相对较高，因此在防止和检测微流体系统中的泄漏方面面临着独特的挑战。此外，微流体设备通常采用异构组件，包括独特的连接器和流体接触材料，这可能使它们更容易受到机械完整性故障的影响。微流体系统与传统宏观技术之间的差异可能会加剧泄漏对微尺度性能和安全性的影响。为了支持微流体社区在产品开发和商业化方面的努力，确定微流体设备泄漏的共同方面并标准化相应的安全和性能指标至关重要。需要定量指标来在制造过程期间或之后提供质量保证。还需要实施特定于应用的测试方法来有效表征微流体系统中的泄漏。本综述讨论了评估微流体泄漏的不同方法、使用不同测试介质和材料的好处以及在整个产品生命周期中进行泄漏测试的效用。本文还讨论了可用于表征微流体设备泄漏的当前泄漏测试协议和标准测试方法以及潜在的分类策略。我们希望这篇评论文章能够激发学术界围绕气体和液体泄漏测试标准发展的更多讨论
克服微流体技术障碍
芯片实验室 (LoC) 设备的实验室程序小型化以及向单细胞分析或器官芯片 (OoC) 系统等各种平台的转换正在彻底改变生命科学和生物医学领域。因此，微流体技术正在成为提高关键过程质量和灵敏度的可行技术。然而，尚未建立标准测试方法来验证微流体设备的基本制造步骤、性能和安全性。微流体技术的成功开发和广泛使用在很大程度上取决于社区在建立广泛支持的测试协议方面的成功。需要共识指南的关键领域是泄漏测试。由于微流体系统尺寸小、表面积与体积比高、流速低、体积有限以及短距离内压差相对较高，因此在防止和检测微流体系统中的泄漏方面存在独特的挑战。此外，微流体设备通常采用异质组件，包括独特的连接器和流体接触材料，这可能会使它们更容易受到机械完整性故障的影响。微流体系统与传统宏观技术之间的差异可能会加剧泄漏对微尺度性能和安全性的影响。为了支持微流体社区在产品开发和商业化方面的努力，确定微流体设备泄漏的共同方面并标准化相应的安全和性能指标至关重要。在制造过程中或制造之后，需要定量指标来提供质量保证。还需要实施特定应用的测试方法来有效表征微流体系统中的泄漏。在这篇评论中，讨论了评估微流体泄漏的不同方法、使用不同测试介质和材料的好处以及在整个产品生命周期中进行泄漏测试的实用性。还讨论了可用于表征微流体设备泄漏的当前泄漏测试协议和标准测试方法以及潜在的分类策略。我们希望这篇评论文章能够激发学术界围绕气体和液体泄漏测试标准发展的更多讨论
微流体器官培养物源自胰腺癌活检，用于化学疗法和免疫疗法的个性化测试
患者衍生的癌症类器官（PDOS）具有个性化治疗选择和改善患者预后的巨大希望。但是，在标准文化平台中生成足够数字的PDO来测试疗法是一项挑战。这一挑战对于胰腺导管腺癌（PDAC）特别急切，在该胰腺导管腺癌（PDAC）中，大多数患者在晚期患有不可切除的肿瘤的晚期诊断，并且患者组织的形式是针头活检。描述了使用有限量的PDAC活检可用的组织或PDO进行测试疗法的微流体设备的开发和表征。证明微流体PDO在表型和基因型上与金色标准的Matrigel类器官相似，其优点为1）球体均匀性，2）最小的细胞数需求，3）不依靠Matrigel。通过测试对几种化学疗法的PDO响应，包括糖原合酶激酶（GSKI）的抑制剂，可以证明微流体PDOS的效用。此外，微氟机培养物用于测试由NK细胞组成的免疫疗法的有效性与新型生物学结合。总而言之，我们的微流体装置对基于癌症活检的个性化肿瘤学有很大的好处，并且将来可能会发展成为化学疗法或免疫疗法治疗的伴侣诊断。
聚合物微粒微流体：可持续性和可扩展性的观点
摘要：自20世纪80年代以来，利用微流体技术生产简单（微球）和核壳（微胶囊）聚合物微粒（通常称为微胶囊化）一直是多项研究的重点。由于其特性可控、可调，且产率可达100%，因此该工艺快速、经济、高效。然而，其绿色环保性、可持续性和可扩展性仍不明确，需要加强该领域的认知和教育。微流体技术生产工艺的可持续性可以基于三大支柱实现/讨论：(i) 废物产生，(ii) 所用溶剂，以及 (iii) 原材料。另一方面，尽管已有多篇论文报道了这些工艺的放大，即并行设置数百或数千个微流控芯片，但据我们所知，尚未探讨这种放大工艺的可持续性。本意见书强调了微流体封装工艺的优势、根据上述支柱 (i-iii) 的绿色性以及在保持其可持续性的同时扩大其规模所需的考虑因素。
双螺旋硫醇烯/ ... div>的高分辨率3D打印
高分辨率3D打印在微观尺度上对聚合物材料的定制处理可轻松访问光学，微功能，组织工程和生命科学领域中的高级应用程序。然而，在数十万微米（例如封闭的微流体通道）中，封闭结构的3D打印仍然是一个挑战，因为通道结构通常被残留的固化树脂堵塞。基于渗入硫醇二烯和硫醇/环氧化学的双粘液系统在制造或注射模压的微型流体设备中以无粘合性键合为众所周知。在此，提出了自定义的微流体设备的制造的显微镜中的第一个高分辨率立体光刻3D打印。在第一个固化步骤中，通过高分辨率3D打印开放的微流体结构。连续地，微通道在热启动时通过无粘性干键密封，产生良好的控制结构，通道尺寸降至80μm。在键合之前，中间材料允许用生物素定制表面修饰，从而可以连续固定各种生物分子。密封芯片中显示了具有特定模式的DNA生物测定。所提出的工作铺平了朝着制造自定义的微流体设备的道路，用于大量特定的生物测定。
微流体技术的最新发展......
摘要：神经退行性疾病 (ND) 在公共健康中占有重要地位。通过研究血脑屏障 (BBB) 的特性及其与中枢神经系统 (CNS) 的基本相互作用，可以提高对这些疾病背后病理机制的理解，并创造新的、更好的策略来提高生物利用度和治疗效率，例如纳米载体。微流控技术是一个具有多种应用的交叉领域。微流控系统可以成为一种宝贵的工具，可以准确模拟 BBB 微环境，并以可重复的方式开发具有明确物理化学特性的药物输送系统。本综述概述了用于 CNS 靶向研究的微流控设备的最新进展。首先，我们将讨论 BBB 的重要性，并简要讨论不同的实验 BBB 模型。随后，介绍了微流体集成 BBB 模型 (BBB/脑芯片) 并回顾了最新技术，特别强调了它们在研究 ND 中的应用。此外，还介绍了用于 CNS 输送的纳米载体和其他化合物的微流体制备。最后一部分重点介绍了微流体实验的当前挑战和未来前景。
设计和制造3D打印的微流体免疫阵列，用于超敏化蛋白质检测
摘要：微流体技术通过将流体动力学的原理与化学，物理，生物学，材料科学和微电子学的技术合并来彻底改变了装置的制造。微流体系统操纵少量的流体，以执行从化学合成到生物医学诊断的应用。低成本3D打印机的出现彻底改变了微流体系统的发展。用于测量分子，3D打印提供具有成本效益，时间和易于设计的好处。在本文中，我们提供了一个全面的设计，用于创建3D打印的微流体免疫阵列的设计，优化和验证的综合教程，以对多种蛋白质生物标志物进行超敏感性检测。目标是开发护理阵列，以确定侵袭性癌症的五个蛋白质生物标志物。设计阶段涉及定义微通道，试剂室，检测井以及优化参数和检测方法的尺寸。在这项研究中，阵列的物理设计经过了多次迭代以优化关键特征，例如开发开放式检测井以均匀的信号分布和用于覆盖测定期间孔的ap。然后，进行了完全信号优化，以实现灵敏度和检测极限（LOD），并生成校准图以评估线性动态范围和LOD。生物标志物之间的特征变化强调了对量身定制的测定条件的需求。尖峰恢复研究确认了测定的准确性。总的来说，本文展示了设计3D打印的微流体免疫阵列所涉及的方法，严格和创新。优化的参数，校准方程以及灵敏度和准确性数据为生物标志物分析中的未来应用贡献了有价值的指标。
合成细胞的功能整合到人工器官片技术的3D微流体设备
微流体在器官片技术和合成细胞的研究中起着关键作用，尤其是在人工细胞模型的开发和分析中。然而，未探索使用合成细胞作为微流体系统的积分功能成分的方法，以塑造片段培养的天然活细胞的微环境。在这里，基于胶体体的合成细胞被整合到3D微流体设备中，开创了基于片的机器人器官的基于合成细胞的微环境的概念。的方法是设计用于在微流体通道内部由受支持的脂质双层包裹的二氧化硅胶体染色体网络。这些网络促进了与片上培养细胞的受体配体相互作用。此外，使用基于藻酸钙的水凝胶形成在胶体体内的基于钙的水凝胶的形成，引入了一种用于控制生长因子从合成细胞中的释放的技术。证明了该技术的潜力，是一种模块化的插入式淋巴结芯片芯片原型，该原型通过刺激T细胞上的受体配体并调节其细胞因子环境来指导原代人T细胞的扩展。将合成细胞整合到微流体系统中，为器官芯片技术提供了新的方向，并提出了进一步的潜在治疗应用探索途径。