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水凝胶（CNA35-HaloTag-JF549）。LSFM 体积成像显示，当细胞在基质纤维之间挤压时，微管会发生结构动态变化。b，选定的帧（0-15分钟）显示了a中细胞的顶端和赤道Z切片，展示了在核收缩阶段（紫色箭头）微管的组织（meGFP-α-微管蛋白，对比度反转）。紫色虚线勾勒出细胞核。c，CLASP1缺失会导致细胞在3D迁移过程中破裂。对照组（非靶向）和CLASP1缺失的核标记（mCherry-H2B）1205Lu细胞在3D I型胶原蛋白水凝胶中迁移的代表性时间序列。虚线代表细胞轮廓。在CLASP缺失的细胞中，破裂后的细胞碎片表明细胞死亡。d，在I型胶原蛋白水凝胶中，对照组（非靶向）和C…
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1. 引言：中医药研究的痛点与技术革新需求 中医药作为传统医学体系，拥有数千年的临床实践积累，但现代研究中仍面临诸多挑战：天然药物成分复杂且微量成分生物活性显著，导致多成分 – 多靶点的作用机制难以解析；传统 2D 细胞培养模型缺乏细胞异质性与微环境交互，动物模型存在物种差异，均无法精准模拟人体生理病理状态，制约了中药活性成分筛选与安全性评价效率。在此背景下，类器官（Organoid）与器官芯片（Organ-on-a-chip, OOAC）技术应运而生，二者作为 2D 培养与动物模型的重要补充，能更真实复现人体器官结构与功能，为中医药研究提供了全…
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1. 引言：头颈部癌的临床挑战与传统模型局限 头颈部癌（HNC）作为全球第六大常见恶性肿瘤，涵盖口腔癌、喉癌、鼻咽癌等多个亚型，其中头颈部鳞状细胞癌（HNSCC）占比最高，且存在 HPV 阳性与 HPV 阴性的显著异质性 ——HPV 阳性患者虽易发生淋巴结转移，但对放化疗敏感性更高，预后相对较好，而 HPV 阴性患者多与烟酒暴露相关，免疫浸润不足且治疗响应有限。当前 HNC 治疗以手术、放化疗及免疫检查点抑制剂（如 PD-1 抗体）为主，但近 50% 患者无法获益，且易出现局部复发或远处转移，核心问题在于传统研究模型难以精准模拟肿瘤微环境（TME）的复杂性。…
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1. 引言：癌症研究的困境与器官芯片技术的崛起 癌症作为全球主要致死疾病之一，其复杂的肿瘤微环境（TME）和模糊的分子机制长期制约着有效治疗方案的开发。传统 2D 细胞培养无法模拟体内动态生理微环境，动物模型则存在物种差异导致的临床转化效率低等问题 —— 这些痛点推动了器官芯片（Organ-on-a-chip, OoC） 技术的快速发展。作为融合微流控技术、生物材料与细胞生物学的跨学科成果，器官芯片能够精准复刻人体器官的结构与功能，尤其在癌症芯片（Cancer-on-chip） 领域，为癌细胞建模、药物筛选和个性化治疗提供了全新平台。 在这一技术体系中，微流…
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参考文献：https://doi.org/10.1093/procel/pwaf058 器官芯片发展时间线。 1. 政策驱动与生物医药技术变革背景 2025 年成为生物医药研究范式转型的关键节点 —— 美国 FDA 于 4 月 10 日发布指导方针，明确逐步淘汰动物实验，转而认可类器官与器官芯片（organ-on-a-chip）系统的实验数据；仅 19 天后，美国国立卫生研究院（NIH）成立 “研究创新、验证与应用办公室（ORIVA）”，聚焦以人类为中心的器官芯片技术研发，标志着全球生物医药研究正式迈入 “人体相关性” 监管新时代。这一变革直指传统研究模型的…
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牙周病宿主 – 微生物相互作用是牙周病发病的核心机制，全球超 10 亿人受牙周病影响，该病不仅破坏牙齿支持组织，还与糖尿病、心血管疾病等系统性疾病密切相关。解析这一相互作用的失衡机制，是开发有效治疗策略的关键，但传统研究依赖的 2D 单层细胞培养与动物模型存在显著局限 ——2D 培养缺乏牙周组织 3D 结构与细胞异质性，动物模型生理差异大、转化效率低，因此推动了 3D 培养与微流控器官芯片技术的发展。 1. 牙周病研究背景与传统模型的局限性 牙周微环境。（A）牙周组织微环境复杂，由环绕牙齿的牙龈软组织构成，并形成一个被称为龈沟的V形沟。该空间内存…
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微流控芯片作为 POCT（即时检测）、LOAC（芯片实验室）及器官芯片研发的核心载体，其制备技术长期受限于传统软光刻（SL）。软光刻虽能实现 500nm 级高精度微图案化，且搭配 PDMS（聚二甲基硅氧烷）材料的光学透明、气体 permeable、生物相容性等优势，成为 30 余年行业标准，但需依赖昂贵硅晶圆、ISO4-ISO5 级洁净室及复杂设备，单套光刻模具成本高达 600-1110 美元，严重制约微流控芯片的快速迭代与商业化落地。 为突破这一瓶颈，研究团队探索以 PCB（印刷电路板）技术替代光刻模具，尤其创新性提出柔性 PCB 作为微流控模具基材。PCB 技术依托成熟的化学蚀刻工艺，可实…
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1. 引言：LSAW 生物传感技术的行业痛点与低成本开源方案的必要性 表面声波（SAW）生物传感技术，尤其是 Love 波表面声波（LSAW）传感器，凭借其高灵敏度、实时无标记检测能力及与微流控系统的兼容性，在生物分子检测、细胞动态监测、器官芯片功能评估等领域具有显著潜力。LSAW 传感器通过将声能限制在引导层内，可精准捕捉表面质量负载、粘度变化，特别适合微流控芯片中微量生物样本的分析 —— 这一特性使其成为 3D 细胞培养芯片、器官芯片等新兴技术的理想传感伴侣。 乐甫表面声波（LSAW）传感器及系统示意图。（a）该晶体由Z轴传播的AT切石英基底、…
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在微流控芯片技术快速发展的当下，PDMS（聚二甲基硅氧烷）凭借其优异的化学稳定性、高透光性和生物相容性，成为制作微流控芯片的核心材料。然而，PDMS 表面固有的疏水性导致生物样本非特异性吸附，极大限制了其在生物医学领域的应用。传统表面改性方法如等离子处理虽能暂时改善亲水性，但效果难以持久。近期，《Journal of Applied Physics》发表的一项研究提出了一种基于辐射诱导接枝的创新技术，为 PDMS 芯片的永久亲水改性提供了全新解决方案。 PDMS-g-PAA制备的示意图。 1. PDMS 芯片的表面改性困境与技术突破 PDMS 芯片在生物检测…
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在细胞生物学与微纳制造交叉领域，线粒体杂合细胞（transmitochondrial cybrids）的制备技术正经历从传统方法到微流控芯片技术的革新。传统方案依赖无丙酮酸 / 尿苷（PU）培养基进行选择性培养，而基于微流控装置的新方法突破了这一限制，实现了 PU 补充条件下的高效制备。本文将系统解析这一技术的核心流程、关键设备与材料，及其在器官芯片、细胞治疗等领域的应用前景。 在传统方法中，使用不含丙酮酸/尿苷（PU）的培养基进行选择性培养对于生成转线粒体胞质杂种至关重要。在此，我们介绍一种利用微流控装置生成转线粒体胞质杂种的方案，该方案即使在添加PU的条件下也能发挥作用。我们描述了微流控装…
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