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World File Search System微流控
通过机械荧光变色揭示微流控装置中微藻的摩擦应力
人们对聚二乙炔的机械荧光变色行为进行了深入研究：通过二乙炔前体的光聚合获得的蓝色非发光固相在机械刺激下转化为红色发光固相。受这些化合物作为微尺度力探针的巨大潜力的启发，机械荧光变色在微藻生物技术中得以实现。事实上，微流控芯片中的机械诱导可以削弱细胞包膜并促进微藻产生的高附加值化合物的提取。据报告，基于聚二乙炔的机械荧光变色传感器能够检测微通道中施加在微藻上的应力。设计了一种三乙氧基硅烷二乙炔前体，它在紫色低发射相中光聚合，并在机械应力下转化为红色高发射相。此后，制定了一项协议，以化学方式在微流体通道中接枝一层聚二乙炔层，并最终证明，在有限区域内压缩莱茵衣藻微藻时，摩擦应力会通过聚二乙炔的机械荧光变色响应显示出来，导致荧光显著增强，最高可达 83%。这种微尺度力探针原型为微流体环境中的微尺度应力检测奠定了基础，它不仅适用于微藻，还适用于任何机械响应的细胞样本。
用于微流控芯片检测的微笼和笼状肿瘤球体的制作
我们开发了一种简单的方法来制造微笼和笼状肿瘤球体，用于基于微流控芯片的检测。微笼装置由一系列蜂窝状隔间组成，底部有一层交联和琼脂糖涂层的明胶纳米纤维，顶部有一个 200 μm 孔径的网格。U87-MG 单细胞分散在网格中，孵育后肿瘤球体被限制在每个笼子隔间中。正如预期的那样，肿瘤球体以相同的大小一个接一个地分布在每个隔间中，并且在隔间内生长。球体的最终尺寸受到扩散和限制的限制。如果笼子的高度较小，则肿瘤下方的纳米纤维层可能会因生长中的肿瘤的机械应力而发生偏转。如果笼子的高度很大，肿瘤会自由生长而不受压力，但其大小会受到扩散的限制。在这两种情况下，肿瘤往往保持球形。为了说明该方法的稳健性，将肿瘤笼状装置可逆地集成到用于药物测试的微流体芯片中。我们的结果表明，在切向流条件下，考布他汀 A-4 对肿瘤分解有明显的影响。
血脑屏障微流控体外三维动态模型用于研究免疫细胞的迁移
摘要：为了研究新化学和生物实体的生物分布，血脑屏障 (BBB) 的体外模型可能成为药物发现早期阶段的重要工具。在这里，我们展示了我们设计的内部三维 BBB 生物芯片的概念验证。这种三维动态 BBB 模型由内皮细胞和星形胶质细胞组成，它们在模拟血流的流动条件下共培养在聚合物涂层膜的相对两侧。我们的结果证明了 BBB 非常有效，证据是 (i) 跨内皮电阻 (TEER) 增加了 30 倍，(ii) 紧密连接蛋白的表达显著增加，以及 (iii) 与静态体外 BBB 模型相比，我们的技术解决方案具有较低的 FITC-葡聚糖渗透性。重要的是，我们的三维 BBB 模型有效地表达了 P-糖蛋白 (Pg-p)，这是脑源性内皮细胞的标志性特征。总之，我们在此提供了一种完整的整体方法和对整个 BBB 系统的见解，可能在临床和制药领域带来转化意义。
单面连续光电润湿数字微流控芯片上的液滴二维操控
数字微流控芯片是一种液体处理器，利用电润湿效应移动、合并和分裂液滴，从而进行生化分析。然而，一旦包含几十个以上的电极，硬接线电润湿芯片就会变得繁琐。单面连续光电润湿，其中无特征半导体膜的电润湿效应由光图案控制，是解决这一硬接线瓶颈的有希望的解决方案，但到目前为止，二维液滴操控仍然很困难。在这里，我们演示了通过使用 Z 形光图案沿任意方向操纵液滴，这些光图案将电场旋转任意角度。我们提供了一个驱动液滴朝不同方向移动的理论模型。它通过 Comsol 模拟和实验进行了验证。凹槽宽度的优化使 y 方向的驱动电压大大增加。该芯片可以以 4.86 mm/s 的最大速度沿 y 方向移动染色水滴。这种多维液滴驱动为单侧连续光电润湿开辟了新的可能性，例如合并不在一条线上的液滴、高效液滴混合以及绕过液滴以避免聚结。
推进临床应用的微流控诊断芯片
简介微流控诊断 (µ Dx) 芯片的历史与我们今天所处的信息时代所依赖的复杂微电子电路的发展有着惊人的相似之处。固态晶体管发明之后，人们进行了数十年的不懈创新，力求缩小晶体管的尺寸，并将数十亿个晶体管集成到单个芯片中，从而产生了多功能、廉价的微处理器，计算能力也随着时间的推移呈指数级增长。20 世纪 90 年代，研究人员走上了一条类似的道路，彻底改变了我们用于与生物系统互动以及诊断和指导疾病治疗的工具。该领域的先驱者设想将传感器和执行器缩小到与生物学相关的长度尺度——细胞的微米尺度，
在具有可逆开口顶部的微流控芯片中生成和培养心脏微组织可实现电起搏、动态药物给药和内皮细胞共培养
心血管疾病的发病率在世界范围内不断上升。器官芯片和人类多能干细胞 (hPSC) 技术有助于克服心脏体外模型中的一些局限性。本文介绍了一种双室单片心脏芯片装置，该装置可在单个制造步骤中实现多孔膜集成。此外，该装置包括开放式隔间，可轻松将 hPSC 衍生的心肌细胞和人成体心脏成纤维细胞共培养成几何定义的心脏微组织。该装置可以用玻璃密封或带有完全定制的 3D 打印热解碳电极的盖子可逆地关闭，从而可以对心脏微组织进行电刺激。下方的微流体通道允许对心脏微组织进行局部和动态药物给药，如对异丙肾上腺素的变时性反应所示。此外，微流体通道还可以填充人类诱导多能干细胞衍生的内皮细胞，从而允许在一个装置中共培养异型心脏细胞。总体而言，这项研究展示了一种新型心脏芯片模型，该系统将开放式顶部装置与 3D 打印碳电极系统地集成在一起，用于电起搏和心脏组织培养，同时实现主动灌注和动态药物给药。人类心脏芯片模型工程方面的进步代表着将器官芯片技术作为临床前心脏药物开发的常规方面迈出了重要一步。
通过微流控细胞变形芯片进行 CRISPR 相关 (CAS) 效应物传递
摘要：确定用于修饰和操纵选择性特定基因的新的甚至更精确的技术为在基础研究中表征基因功能和用于基因组调控的潜在疗法提供了强有力的工具。基于核酸酶的技术（例如 CRISPR/Cas 系统）的快速发展彻底改变了新的基因组工程和医学可能性。此外，有关 CRISPR/Cas 系统的适当递送程序至关重要，之前大量的综述都集中在 CRISPR/Cas9-12 和 13 递送方法上。尽管付出了所有努力，CAS 基因系统的体内递送仍然具有挑战性。由于包装尺寸受限和某些细胞类型的无能，在使用包括病毒元件和化学载体在内的传统递送工具时，CRISPR 组件的转染通常效率低下。因此，微流控系统等物理方法更适用于体外递送。本综述重点介绍了微流控系统在临床和治疗研究中递送 CRISPR/Cas 系统的最新进展。
单细胞免疫学如何受益于微流控技术
摘要 免疫系统是一个复杂的专门细胞网络，它们协同工作，抵御入侵病原体和组织损伤。该网络的失衡通常会导致过度或缺失的免疫反应，从而导致过敏、自身免疫性疾病和癌症。许多机制及其调节仍不清楚。免疫细胞高度多样化，免疫反应是大量分子和细胞在时间和空间上相互作用的结果。传统的批量方法通常容易因返回群体平均结果而错过重要细节。免疫学需要测量单个细胞并研究免疫细胞与其环境的动态相互作用。微系统和微工程领域的进步催生了微流控领域及其在生物学中的应用。微流控系统能够精确控制飞升到纳升范围内的小体积。通过控制装置的几何形状、表面化学和流动行为，微流体技术可以为具有时空控制的单细胞研究创建精确定义的微环境。这些特性对于单细胞分析非常有利，也使微流体装置成为研究复杂免疫系统的有用工具。此外，微流体装置可以实现高通量测量，从而能够对复杂系统进行深入研究。微流体技术已用于广泛的生物学应用，从单细胞基因组学、细胞信号传导和动力学到细胞 - 细胞相互作用和细胞迁移研究。在这篇综述中，我们概述了最先进的微流体技术、它们在单细胞免疫学中的应用、它们的优点和缺点，并对单细胞技术在研究和医学中的未来进行了展望。
LTCC 微流控系统
设计、生产并测试了一种 LTCC 微流体装置，该装置带有流体混合曲流、Y 型试剂接头、光学检测通道、光纤、流体输入/输出、加热器、温度传感器和专用温度控制器。连接光纤的配置允许测量光透射率和荧光强度。该装置用于液体的化学分析。微流体系统通过长光纤连接到典型的分析紫外-可见光和荧光光谱微分析系统。Golonka 等人在论文中介绍了系统中测得的光透射率和荧光。18 本文介绍了一种类似的系统，其中包含短石英光纤以及与 LTCC 模块集成的光源和检测器。介绍了微流体系统技术、石英光纤集成方法和温度控制器。为了验证透光率的测量效率，使用蠕动泵将 Ponceau IV R 溶液泵入 LTCC 微系统。使用光纤在 l 5 502 nm 处进行光学检测。采用高效 LED 作为光源，通过一根光纤将光传输到检测通道。另一根光纤连接到集成光检测器。