Name: 使用高通量微流体设备生成动态环境条件 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-04-17T13:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 48 s
Description: 学习高通量微流控芯片的设计与制造方法，用于动态控制神经干细胞微环境。该平台集成1500个培养单元和蠕动泵，实现纳升级精准液体操控，研究动态环境对干细胞分化和自我更新的影响。

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作者感谢中国昌森仪器有限公司程志峰提供的技术支持。本工作由国家自然科学基金（51927804）资助。

1. 微流控芯片设计
<ol>
	<li>设计包含18个入口的微流控多路复用器，每个入口由一个独立的阀门和蠕动泵控制。为了增加每次泵送循环所驱动的液体体积，使蠕动泵由3条控制通道（特意加宽至200 µm）和10条相连的流道组成。</li>
	<li>设计无剪切力培养室。双层培养单元的结构包括下方的细胞培养腔（400 µm × 400 µm × 150 µm）和上方的缓冲层（400 µm × 400 µm × 75 µm），可在培养基更换过程中避免细胞受到不必要的剪切应力（图1）。</li>
	<li>设计高通量功能模块。将培养单元复制形成30 × 50的矩阵布局，占据约7 cm × 5 cm的面积。</li>
</ol>
2. 芯片制备与操作
<ol>
	<li>使用紫外光刻技术制备复制模具 
	注意：复制模具在硅晶圆上按照标准光刻工艺制备8。
	<ol>
		<li>制备通道结构
		<ol>
			<li>旋涂光刻胶：在硅晶圆上旋涂5 mL SU-8 3025负性光刻胶，先以500 rpm转速旋转10秒，再以3000 rpm转速旋转30秒。</li>
			<li>前烘：将晶圆置于热板上，65 °C加热2分钟，然后95 °C加热10分钟，之后冷却至室温。</li>
			<li>对准与曝光固化：将晶圆和掩模固定在对准器的夹具上，开启光源照射18秒，使曝光区域的光刻胶固化。</li>
			<li>曝光后前烘：从室温开始以110 °C/h的升温速率将晶圆升温至95 °C，并保持至少40分钟，随后取出。</li>
			<li>显影：将晶圆浸入显影液（SU-8显影剂）中，搅拌2.5分钟，以去除多余的光刻胶，获得高度为25 µm的通道结构。</li>
			<li>坚膜烘焙：用玻璃培养皿覆盖晶圆，在65 °C下加热2分钟，然后以120 °C/h的升温速率升至160 °C，并保持3小时。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>利用缓冲层制备细胞培养腔室
		<ol>
			<li>采用步骤2.1.1.1的参数，在上述晶圆上旋涂7 mL SU-8 3075负性光刻胶。</li>
			<li>对晶圆进行软烘（见步骤2.1.1.2），更换掩模并使其与晶圆上的标记对准良好，然后开启光源照射24秒，使曝光区域的光刻胶固化。</li>
			<li>将晶圆浸入显影液（SU-8显影剂）中，搅拌4分钟40秒，以去除多余的光刻胶，形成围绕先前制备的25 µm高通道结构的75 µm高层状结构。对晶圆进行坚膜烘焙（见步骤2.1.1.6），以增强复合结构的强度。</li>
			<li>重复步骤2.1.2.1至2.1.2.3，制备一个堆叠在层状结构上的75 µm高腔室结构。</li>
		</ol>
		</li>
		<li>制备阀结构
		<ol>
			<li>采用步骤2.1.1.1的参数，在上述晶圆上旋涂5 mL AZ 50x正性光刻胶。</li>
			<li>对晶圆进行软烘（见步骤2.1.1.2），使掩模与晶圆上的标记对准良好，然后开启光源20秒，关闭30秒，重复该开/关过程共5个循环，以固化曝光区域的光刻胶。</li>
			<li>将晶圆浸入匹配的显影液中，搅拌约8分钟，以去除多余的光刻胶，获得圆形阀门结构，使其与控制通道重叠以确保良好连接。对图案化晶圆进行坚膜烘焙（见步骤2.1.1.6），以增强整体模型的强度。</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
	<li>利用软光刻技术生产微流控芯片
	<ol>
		<li>用三甲基氯硅烷处理图案化硅晶圆和空白硅晶圆，持续15分钟。</li>
		<li>分别准备三份PDMS凝胶（单体/催化剂比例为10:1），对应质量分别为50 g的流体层、20 g的控制层2和20 g的膜层。</li>
		<li>将50 g PDMS凝胶浇注在图案化硅晶圆上，并在-0.85 MPa的真空腔中脱气1–2小时，以复制流体层。</li>
		<li>对两份各20 g的PDMS进行脱气处理，然后在2000–2800 rpm转速下分别旋涂于图案化晶圆和空白硅晶圆上，持续30秒，以制备控制层和膜层。</li>
		<li>将覆盖PDMS的晶圆放入通风烘箱中，在80 °C下孵育60分钟。</li>
		<li>通过定制的光学装置（放大100倍）和等离子体刻蚀机对不同层进行对准和键合，然后在通风烘箱中80 °C下保持2小时，以增强芯片的键合强度。</li>
		<li>在芯片上打孔作为入口，随后将其键合到PDMS涂层的盖玻片上，并在80 °C下固化至少12小时后使用。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>芯片操作
	<ol>
		<li>将微型气动电磁阀连接至芯片的控制层，并打开定制的MATLAB图形用户界面8，以连接并控制开关。</li>
		<li>设定推动PDMS膜阀门的关闭压力为25 psi。</li>
		<li>通过适时开启和关闭阀门，向指定腔室（图2d）输送动态变化的组合/顺序输入信号。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. 细胞微环境中动态刺激的产生
<ol>
	<li>芯片处理与细胞加载
	<ol>
		<li>在显微镜下维持标准培养条件（37 °C，5% CO2）至少5小时。</li>
		<li>用包被培养基（即注释中所述）填充芯片，并在标准培养条件（如步骤3.1.1所述）下孵育至少1小时。</li>
		<li>使用磷酸盐缓冲液（PBS）或细胞培养基（DMEM，达尔伯克改良伊格尔培养基）冲洗芯片，以建立健康的培养环境。</li>
		<li>在细胞融合度达到80%时收获细胞，并用培养基（DMEM）将细胞重悬至密度约为106/mL。随后通过加压含细胞溶液将细胞加载至芯片中。 
		注：在芯片上培养不同细胞系时，需使用相应的包被培养基处理细胞培养腔室。通常，在进行3T3成纤维细胞实验及贴壁培养时，所有控制培养腔室的阀门均处于开放状态，细胞可流入同一列中的所有培养腔室。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>高通量活细胞成像设置 
	注：图像采集使用配备自动平移载物台和数字互补金属氧化物半导体（CMOS）相机的倒置显微镜。载物台移动和图像采集由定制软件控制。
	<ol>
		<li>使用10倍物镜在明场下观察培养腔室阵列，确认并定义30×50腔室矩阵中每个腔室的位置坐标。</li>
		<li>切换至20倍或40倍物镜，选择目标腔室的位置坐标，确认后平移载物台将移动至指定位置。精细调节x、y、z焦平面以获得最佳图像。</li>
		<li>针对每个通道（即明场和荧光成像）分别优化光照强度、曝光时间及其他成像参数。</li>
		<li>设置成像周期的时间间隔和持续时间，保存路径后开始成像。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Michael, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+robotic+platform+for+quantitative+high-throughput+screening%5BTitle%5D)+AND+%22Assay+and+Drug+Development+Technologies%22%5BJournal%5D)">A robotic platform for quantitative high-throughput screening.</a> Assay and Drug Development Technologies. 6 (5), 637-657 (2008).</li>
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<li>Tsui, J. H., Lee, W., Pun, S. H., Kim, J., Kim, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidics-assisted+in+vitro+drug+screening+and+carrier+production%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Drug+Delivery+Reviews%22%5BJournal%5D)">Microfluidics-assisted in vitro drug screening and carrier production.</a> Advanced Drug Delivery Reviews. 65 (11-12), 1575-1588 (2013).</li>
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<li>Theberge, A. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+platform+for+combinatorial+synthesis+in+picolitre+droplets%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Microfluidic platform for combinatorial synthesis in picolitre droplets.</a> Lab on a Chip. 12 (7), 1320-1326 (2012).</li>
<li>Zhang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+ceramic+microspheres+by+diffusion-induced+sol-gel+reaction+in+double+emulsions%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+%26+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Fabrication of ceramic microspheres by diffusion-induced sol-gel reaction in double emulsions.</a> ACS Applied Materials & Interfaces. 5 (22), 11489-11493 (2013).</li>
<li>Moerman, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+analysis+in+nanoliter+wells+by+prefilling+of+wells+using+electrospray+deposition+followed+by+sample+introduction+with+a+coverslip+method%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Quantitative analysis in nanoliter wells by prefilling of wells using electrospray deposition followed by sample introduction with a coverslip method.</a> Analytical Chemistry. 77 (1), 225-231 (2005).</li>
<li>Zhou, X., Lau, L., Lam, W. W. L., Au, S. W. N., Zheng, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoliter+dispensing+method+by+degassed+poly+%28dimethylsiloxane%29+microchannels+and+its+application+in+protein+crystallization%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Nanoliter dispensing method by degassed poly (dimethylsiloxane) microchannels and its application in protein crystallization.</a> Analytical Chemistry. 79 (13), 4924-4930 (2007).</li>
</ol>

作者无任何利益冲突需要披露。

已开发出多种微流控装置用于进行多重化和复杂的实验17,18,19,20。例如，由拓扑凹陷阵列构成的微孔阵列可在无需外加作用力的情况下捕获单个细胞，具有样品量小、可并行操作、材料成本低、响应速度快、灵敏度高等优势21,22,23,24。液滴技术以及由表面张力限制的液滴系统无需微泵等辅助硬件，使液滴运输更加低成本且环境友好25,26。液体液滴可通过微量移液器或喷雾喷嘴直接沉积在表面，实验结束后系统可简便地更新并重复使用...

高通量技术对于生物医学和临床研究至关重要。通过并行开展数以百万计的化学、遗传或活细胞及类器官实验，研究人员能够快速鉴定调控特定生物分子通路的基因，并根据个体的具体需求定制序贯药物处理方案。机器人技术1与微流控芯片结合设备控制程序，可实现包括细胞/组织操作、液体处理、成像以及数据处理与控制在内的复杂实验流程自动化2,3。因此，根据所需的通量，单个芯片上可同时维持数百乃至数千种实验条件4,5。
在本方案中，我们描述了一种微流控装置的设计与制备流程，该装置包含1500个培养单元、一组增强型蠕动泵以及原位混合模块。两级细胞培养腔室可防止在换液过程中产生不必要的剪切力，从而为长期活细胞成像提供稳定的培养环境。研究表明，所提出的微流控装置是研究复杂生命机制的适宜平台。此外，该微流控芯片的先进功能可实现对体内高度复杂且动态的微环境条件（如不断变化的细胞因子和配体组成6,7）进行自动化重建，而使用传统平台（如96孔板）完成此类任务通常需要数月时间。

<table><tbody><tr><td>2713 Loker Avenue West</td><td>Torrey pines scientific</td><td></td><td></td></tr><tr><td>AZ-50X</td><td>AZ Electronic Materials, Luxembourg</td><td></td><td></td></tr><tr><td>三甲基氯硅烷（TMCS）92360-25mL</td><td>Sigma</td><td></td><td></td></tr><tr><td>CO2 培养箱 HP151</td><td>Heal Force</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PDMS芯片台式打孔器 WH-CF-14</td><td>苏州文浩微流控科技有限公司</td><td></td><td></td></tr><tr><td>DMEM（L-谷氨酰胺，高糖，酚红）</td><td>Invitrogen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>电子天平 UTP-313 最大量程：600g，e：0.1g，d：0.01g</td><td>上海和创仪器制造有限公司</td><td></td><td></td></tr><tr><td>胎牛血清（FBS）</td><td>Sigma</td><td></td><td></td></tr><tr><td>纤连蛋白 0.25 mg/mL</td><td>Millipore, 奥地利</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Glutamax 100x</td><td>Gibco</td><td></td><td></td></tr><tr><td>恒温培养箱 BGG-9240A</td><td>上海比朗仪器有限公司</td><td></td><td></td></tr><tr><td>尼康 Eclipse Ti2-E 型显微镜</td><td>Nikon</td><td></td><td></td></tr><tr><td>青霉素-链霉素双抗溶液 10 单位/mL 青霉素，10 µg/mL 链霉素</td><td>Invitrogen</td><td></td><td></td></tr><tr><td>等离子清洗机 PDC-002</td><td>Harrick Plasma</td><td></td><td></td></tr><tr><td>聚二甲基硅氧烷（PDMS）</td><td>Momentive</td><td></td><td></td></tr><tr><td>多聚赖氨酸 0.01%</td><td>Sigma</td><td></td><td></td></tr><tr><td>匀胶机 ARE-310</td><td>Awatori Rentaro</td><td></td><td></td></tr><tr><td>匀胶机 TDZ5-WS</td><td>Cence</td><td></td><td></td></tr><tr><td>匀胶机 WH-SC-01</td><td>苏州文浩微流控科技有限公司</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SU-8 3025</td><td>MicroChem, Westborough, MA, 美国</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SU-8 3075</td><td>MicroChem, Westborough, MA, 美国</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

利用高通量微流控装置产生动态环境条件

Generation of Dynamical Environmental Conditions using a High-Throughput Microfluidic Device

模拟体内环境条件对于体外研究复杂生命机制至关重要。然而，目前针对活细胞和器官的研究技术要么成本极高（如机器人技术），要么在液体操控的纳升级体积和毫秒级时间精度方面存在不足。本文提出了一种微流控系统的设计与制备方法，该系统包含1,500个培养单元、一组增强型蠕动泵以及一个现场混合模块。为展示该微流控装置的功能，我们在该系统中维持了神经干细胞（NSC）球体的培养。我们观察到，当NSC球体在第1天暴露于CXCL、第2天暴露于EGF时，其圆形形态得以良好维持。输入6种药物的顺序变化会导致NSC球体形态改变，以及NSC干性代表性标志物（即Hes5和Dcx）表达水平的变化。这些结果表明，动态且复杂的环境条件对NSC的分化与自我更新具有显著影响，而所提出的微流控装置是开展复杂生命机制高通量研究的适宜平台。

传统的芯片上蠕动泵最初由 Stephen Quake 于 2000 年描述，其蠕动通过 101、100、110、010、011、001 的模式驱动8,10。数字 0 和 1 分别表示 3 条水平控制线的“打开”和“关闭”状态。已有研究报道使用超过 3 个阀门（例如五个）的系统11。尽管由 3 条控制线和 3 条流体通道组成的蠕动泵可实现纳升级别的精度，但其输送速率过慢，无法满足 1,500 个培养腔室的供液需求。为解决该问题，我们增加了流体通道数量（即 10 条连接通道），以提高每个泵送周期（即 101、100、110、010、011、001）所驱动的液体体积。因此，营养物质和药物可被有效输送至指定腔室。蠕动泵每次泵送周期输送的液体体积可增加至原来的 16 倍，达到约 50 纳升。由于蠕动泵阵列由 3 条相连的控制通道控制（图 1b），来自各个入口的溶液可同时被输送至芯片，并实现即时混合。因此，通过适时开启或关闭连...

我们介绍一种用于复杂生命机制高通量研究的微流控系统，该系统包含1500个培养单元、一组增强型蠕动泵以及一个现场混合模块。该微流控芯片可实现对体内高度复杂且动态变化的微环境条件进行分析。

模拟体内环境条件对于在体外研究复杂的生命机制至关重要。然而，目前针对活细胞的研究技术……

微环境具有高度复杂性和动态性，其细胞因子、配体的浓度和组成持续变化。为体外研究干细胞分化、免疫应答以及器官芯片平台上的器官发育等复杂生命机制，构建类似的培养环境至关重要。然而，利用移液等传统生物医学方法，难以实现纳升级体积、毫秒级精度的化学信号生成与递送。为了应对这些挑战，亟需一种能够交替进行图像采集并产生动态组合与顺序信号输入的培养平台。本方案介绍了微流控装置的设计与制备流程。所提出的微流控芯片包含1500个培养单元、增强型蠕动泵阵列以及现场混合模块。我们证明该平台适用于单细胞、二维细胞群体以及三维神经球的研究。芯片上复杂且动态的环境条件对神经干细胞的分化和自我更新具有重要影响。其设计与制备过程的详细步骤如下。使用 AutoCAD 软件进行芯片设计。为了适配显微镜载物台的尺寸，该微流控芯片大小约为七乘五厘米，包含 1,500 个培养腔室。其中一个重要的特征是集成了蠕动泵，该蠕动泵由八条流道和宽度为 200 微米的控制通道组成。与Stephen Quake在2002年提出的蠕动泵相比，控制通道与流体通道之间的重叠区域增加了约16倍，每次泵送循环可输送约15纳升液体，足以在芯片上并行维持1,500个独立的环境条件。该装置的另一个重要组成部分是双层培养室，可维持无剪切力的培养环境。通过将流体快速引导至顶层，可避免产生不必要的剪切应力。细胞、组织以及关键的条件培养基保留在底部，保持不变。数值模拟表明，当液体从左至右流经培养室时，可有效避免剪切力的产生。即使在每秒10毫米的输入流速下，细胞或微米级组织仍能保持在培养单元底部不受干扰。我们采用紫外光刻技术制备了用于复制成型的硅晶片。使用SU-8 3025负性光刻胶，制备出高度为25微米、宽度为100微米的微流体通道。使用 SU-8 3075 光刻胶制备高度为 75 微米和 150 微米的培养腔室。采用 AZ50X 正性光刻胶制作圆形孔结构，该结构与控制通道重叠，以确保良好的连接。为制备微流控芯片，首先对图案化硅片和空白硅片进行 TMCS 处理。将不同量的PDMS按单体与催化剂10:1的比例充分混合，并在真空腔室中于-0.85兆帕条件下脱泡一至两小时。通过以2,200转/分钟的转速旋涂PDMS获得控制层。随后将硅片转移至培养箱中，在80摄氏度下孵育60分钟。使用定制的光学装置和等离子体刻蚀机将不同的层对齐并键合在一起。在80摄氏度下再进行两小时热键合后，打孔形成入口孔。将芯片键合到PDMS涂层的盖玻片上，该盖玻片尺寸与96孔板相同，并在80摄氏度下固化至少12小时后方可使用。操作时，控制通道通过塑料管连接至微型气动电磁阀。所有气动孔的开关均由定制的MATLAB程序通过图形用户界面进行控制。每个芯片的顶压式PDMS膜阀的最佳关闭压力需单独确定，通常在25至30 PSI之间。通过使所有系列的孔位动态地产生组合和顺序输入，可在芯片上生成相应的反应环境。细胞在达到80%融合度时收集，并用DMEM培养基重悬，细胞密度约为每毫升10的6次方，随后通过加压将含细胞的溶液加载至芯片中。对于贴壁培养和悬浮培养的神经干细胞，均收集细胞后直接将细胞球加载至芯片中。进行图像采集时，使用配备自动平移载物台和数字互补金属氧化物半导体相机的倒置显微镜。通过软件控制载物台和图像采集，选择左上角和右下角的腔室作为定位点，并按顺序移动平移载物台至各点，使用4x物镜获取初步图像。随后将4x物镜更换为20x物镜，并调整成像参数，包括光照强度、曝光时间等。然后定位选择点，使每个腔室的位置形成13×15的腔室矩阵，或由程序自动定义。确定腔室坐标后，平移台将移动至各个腔室，并对X、Y、Z焦平面进行精细调节。设置成像周期的时间间隔和持续时间。保存路径，然后开始成像。该系统可用于多种目标动态追踪，例如明场下的神经干细胞分化，以及神经干细胞成球过程的荧光场成像。数据分析。使用自定义的 MATLAB 程序将 nd2 格式转换为 Tif 格式，并根据时间点对数据进行分割。选择待分析的对象是细胞还是组织。输入用于分析的阈值、目标大小和噪声大小。或者，您可以选择逐步分析以优化参数，然后对所有数据进行分析。将结果保存为 MAT 格式后，使用绘图功能绘制结果或轨迹。本文描述了基于光刻技术的高通量微流控芯片系统用于活细胞微环境动态控制的制备与培养方案。我们还介绍了一些需要严格控制的参数，例如 PDMS 膜阀的闭合压力以及腔室并行流体的旋转控制。在传统的细胞体外培养中，细胞培养环境的处理需手动操作，耗时且费力，液体添加难以实现标准化控制，尤其是溶液的微量添加。此外，还存在加样误差、药物浓度不均以及试剂消耗量大等问题。然而，利用我们的微流控系统，可以以固定剂量、相同流体体积和均匀浓度作为刺激器重复施加刺激，同时在不同的培养腔室中比较不同的培养条件。通过调节流体，可实现与某些微型化时间分辨率回刺激不同的、并进一步细分分辨率的刺激模式。此外，我们的系统通过简单的操作即可获得大量具有可比性的实验结果。我们的系统基于扩散原理，对细胞微环境产生的机械干扰极小。为了获得更稳定的细胞微环境芯片，可以增加缓冲层的厚度或降低培养层的深度，或者减少培养基更换时的进液流量，即降低压力，这将有利于细胞行为的研究。需要注意的是，本研究仅考察了3T3细胞和NSC细胞的培养。对于其他细胞或细胞系，应采用与我们的参数相类似的培养条件进行调整。

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科研

JoVE Journal

Bioengineering

生物工程

使用高通量微流体设备生成动态环境条件

微流控装置可用于实时观察复杂自然过程，并在适当的物理尺度上进行可视化。我们开发了一种简单的微流控装置，可模拟天然多孔介质的关键特征，用于研究地下环境中细菌的生长与迁移。...

微观世界的窗口：用于研究多孔介质中微生物迁移的简单微流控系统

在本方案中，我们演示了该技术所基于的垂直位移微柱阵列微致动器的制备方法，并介绍了如何对该基础技术进行改进，以在二维和三维培养模式下实现高通量的力学动态细胞培养。...

用于力学动态细胞培养的微加工平台

我们介绍一种用于蛋白质阵列表达的微流控方法。该装置由数千个由微机械阀门控制的反应腔室组成。微流控装置与打印有基因文库的微阵列相结合，这些基因在芯片上进行转录和翻译，从而生成可用于实验的蛋白质阵列。...

基于微流控平台的高通量蛋白质表达仪

我们介绍一种简单的方法，用于制备微流控装置，可在无需洁净室或软光刻技术的情况下，对多种不同菌株施加类似的动态条件。...

一种用于研究多种不同菌株的微流控装置

来源：Kurz, D. L., 等。用于研究多孔介质中生物堵塞的微流控平台。J. Vis. Exp.

一种用于生物膜形成过程中实时成像与压力追踪的微流控装置

本文描述了制备用于高通量操控模拟物理与化学信号的多重人工细胞微环境（MACME）阵列的详细方法 体内...

构建多重人工细胞微环境阵列

本文描述了一种基于聚二甲基硅氧烷（PDMS）的多层微流控装置的制备过程，该装置可实现体外转录与翻译（IVTT）反应的长期进行。此外，还全面概述了实现并维持这些反应长期自动化的所需硬件与软件。...

一种用于持久无细胞基因表达的多层微流控平台

我们介绍了一种微流控芯片上的癌症模型，即"进化加速器"技术，该技术可在明确定义的环境条件下，在单细胞水平上对癌症动态进行长期、实时、定量的可控研究。该技术有望作为基础研究或临床前药物开发的体外模型。...

在微流控进化加速器上生成跨越癌细胞群体的异质性药物梯度以实现实时观察

本文介绍了一种在微流控和毫流控装置内通过光解反应生成动态化学梯度环境的实验方案。该方法适用于研究多种生物学过程，包括微生物在单细胞水平和群体水平上的运动行为、营养摄取以及对化学物质的适应性。...

生成可控的动态化学环境以研究微生物行为

本方案描述了一种微流控系统的设计、制备和表征方法，该系统能够自动排列、固定并精确压缩数百个黑腹果蝇（Drosophila...

通过高通量微流控压缩系统对多细胞生物体进行机械刺激

本方案介绍了一种用于研究微生物介导的锰氧化物矿物沉淀的微流控系统。生物矿化过程的形成通过测量 原位 通过光学显微镜和图像分析.

一种用于研究多孔介质中微生物介导金属氧化物沉淀的微流控平台

学习高通量微流控芯片的设计与制造方法，用于动态控制神经干细胞微环境。该平台集成1500个培养单元和蠕动泵，实现纳升级精准液体操控，研究动态环境对干细胞分化和自我更新的影响。

利用高通量微流控装置产生动态环境条件

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