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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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1. 微流控芯片技术概述：微型化实验室的核心载体 微流控芯片技术作为一种将生物化学分析全过程集成于微米级芯片的前沿技术，正深刻改变着病原体检测、细胞培养及临床诊断的模式。其核心优势在于高集成度与便携性，能将样本预处理、核酸提取、扩增及检测等步骤整合至单芯片，显著减少样本消耗（仅需微升甚至纳升级），并降低操作复杂度，为即时检测（POCT）提供了理想平台。 在材料与加工方面，PDMS（聚二甲基硅氧烷） 因良好的生物相容性、透气性及易加工性，成为微流控芯片的主流材料。通过光刻工艺制作 SU8 模具，再经PDMS 浇筑、键合等步骤，可高效制备具有复杂微通道结构的芯片…
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1. 微流控芯片：即时诊断技术的核心载体 在 COVID-19 疫情推动下，即时检测（POCT）技术成为体外诊断领域的研究热点。其中，微流控芯片凭借微型化、集成化、自动化的优势，成为实现 “样本到结果” 全流程诊断的核心载体。韩国庆熙大学团队研发的自容式微流控芯片系统，正是这一技术的典型代表 —— 该系统将核酸提取、反转录环介导等温扩增（RT-LAMP）、荧光检测等步骤集成于方寸之间，仅需 70 分钟即可完成呼吸道病毒（如 SARS-CoV-2、甲型流感、乙型流感）的精准检测。 从材料与加工来看，该芯片采用 3mm 厚 PMMA 板材…
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微流体芯片技术作为单分子分析、药物筛选的核心载体，其微笼阵列芯片通过创新的 “微柱 – 微笼” 设计，结合 PDMS 制备工艺，突破传统平台局限。依托流动聚焦芯片生成均匀液滴，该技术可快速完成液滴阵列构建，凭借高效液滴操控能力，在高通量筛选中展现显著优势，且兼容 MEMS 加工，为细菌筛选、器官芯片等应用提供低成本解决方案。 在基因组学、蛋白质组学与细胞学快速发展的背景下，大规模单细胞分析、药物筛选等需求日益迫切，传统高通量筛选平台（如 384 孔板、1536 孔板）因设备成本高、样本试剂消耗大（微升级别）、操作复杂等局限，难以满足精准化、低成本的实验需求。而微流体芯片技术凭借对纳…
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参考文献：DOI 10.3389/fnagi.2025.1599509 1. 微流体芯片技术原理与时空梯度模拟 微流体芯片技术以微米级通道为核心，通过精准操控流体运动构建仿生微环境，其核心优势在于对体内 “时空梯度” 的动态模拟。 这类芯片多采用 PDMS（聚二甲基硅氧烷）、玻璃等透明且生物相容性优异的材料，经 MEMS 加工技术（如光刻、深硅刻蚀）制备而成，可集成微流道、梯度生成区、细胞培养室等功能单元，实现对化学浓度、流体剪切力等多参数的精确调控。 “时空梯度” 指微环境中化学因子（如炎症介质、氧浓度）的空间分布差异与时间动态变化的协同作用。 …
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