微流控技术及应用

1.载免疫细胞微球实现肿瘤原位治疗

简介：浙江大学转化医学研究院王书崎教授课题组和南京大学鼓楼医院赵远锦教授课题组、香港理工大学赵昕教授课题组合作，采用微流控电喷技术制备出大量稳定、均一的水凝胶微球，将具有持续性分泌细胞毒效应因子和直接杀伤肿瘤能力的NK-92MI细胞包裹至海藻酸钙水凝胶微球内，并将其用于原位注射治疗肿瘤。制备的水凝胶微球可以在体内潜在地保护封装的NK-92MI细胞，减小肿瘤微环境的抑制和宿主免疫系统的排斥作用。这些特性使包裹NK细胞的多孔微球能够满足当前的临床需求，并为免疫疗法开辟了一个新领域。相关论文“NK-Cell-EncapsulatedPorousMicrospheres via Microfluidic Electrospray for Tumor Immunotherapy”发表于杂志ACS Applied Materials & Interfaces上。

原文链接： https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b12816

2.仿人眼血管生成的血管芯片模型

简介：首尔大学的Noo Li Jeon教授团队开发了一种基于塑料的微流控芯片来重建体外3D血管网络，该芯片可以提供简单的流体图案化，有助于构造细胞培养微环境，也可以可以为正常和病理条件下的血管研究以及眼部新生血管化基础研究做出重大贡献，替代动物实验进行临床前研究。相关论文“Human Ocular Angiogenesis-Inspired Vascular Models on an Injection-Molded Microfluidic Chip”发表于杂志Advanced Healthcare Materials上。

原文链接： https://doi.org/10.1002/adhm.201900328

3.男性生育力评估新方法：凝胶微流控芯片检测精子活力

简介：荷兰特文特大学JohannaT. W. Berendsen教授团队利用明胶/琼脂糖混合水凝胶制备一种无泵微流控芯片，不仅可轻松量化芯片中微小的行为差异，同时又能够快速鉴定出精子趋化行为中小的但可重现的差异。相关论文“Flow-Free Microfluidic Device for Quantifying Chemotaxis in Spermatozoa”发表于杂志Analytical Chemistry上。

原文链接： https://doi.org/10.1021/acs.analchem.9b05183

4.具有多级别多尺度复杂血管网络的仿叶脉人体器官芯片

简介：香港理工大学赵昕教授课题组和西安交通大学贺健康教授课题组共同设计了一种新型仿生血管网络设计和制造方法，可实现多级别、多尺度血管网络系统的可控制造，用于构建具有多个器官的“叶脉芯片”。这种“叶脉芯片”具有仿人体的多级别血管网络，支持多个器官在同一芯片的共同培养，并且可同时进行对比性的生物学实验。相关论文“Human‐on‐Leaf‐Chip: A Biomimetic Vascular System Integrated with Chamber‐Specific Organs”发表于杂志Small上。

原文链接： https://doi.org/10.1002/smll.202000546

5.微流控芯片三维培养细胞并用于药物毒性评价

简介：赫尔辛基大学TiinaSikanen教授团队设计了一种并行细胞培养的微流体装置，结合二维培养和三维培养的优点，以二维（单层）和三维（椭球）的形式并排但分离的在完全相同的环境下培养细胞，用于药物细胞毒性评估。相关论文“Simultaneous Culturingof Cell Monolayers and Spheroids on a Single Microfluidic Device for Bridging the Gap between 2D and 3D Cell Assays in Drug Research”发表于杂志Advanced Functional Materials上。

原文链接： https://doi.org/10.1002/adfm.202000479

6.微流控3D细胞微球培养

简介：中国科学院纳米科学卓越中心Ling lin教授团队设计了一个利用集成的微流控设备来完成载有细胞的微球的产生，在线提取和动态培养的整个过程，扩展了液滴制备系统的非侵入性和非抑制能力，提供稳定的微环境，从而减少了细胞内氧化应激损伤和线粒体的积累。相关论文“Multi-functional Regulation of 3D Cell-laden Microspheres Culture on anIntegrated Microfluidic Device”发表于杂志Analytical Chemistry上。

原文链接： https://doi.org/10.1021/acs.analchem.9b02434

7.用于心肌细胞监测的各向异性石墨烯复合彩色薄膜

简介：南京大学医学院附属鼓楼医院和东南大学生物电子学国家重点实验室赵远锦教授和孙凌云教授团队开发了一种还原氧化石墨烯（rGO）掺杂的各向异性结构薄膜用于心肌细胞的培养及心肌器官芯片的制备，实现了心肌细胞微观力学变化到宏观光学转换的响应。利用rGO增加光转换的对比性，并利用两种不同的凝胶制备得到具有不同粘附特性的复合结构，同时将此复合凝胶膜装载入微流控芯片中用于心肌细胞的培养。相关论文“Graphene Hybrid Anisotropic Structural Color Film for Cardiomyocytes’ Monitoring”发表于杂志Advanced Functional Materials上。

原文链接： https://doi.org/10.1002/adfm.201906353

8.可注射颗粒水凝胶治疗心肌梗死

简介：加州大学的RandallLee教授团队研发了一种新型的药物释放微孔颗粒，通过微流体制造将疏水性载药纳米颗粒封装到微凝胶中。然后将两种疏水药物加载到微孔支架中，生成微孔支架可以用于大鼠模型MI治疗。相关论文““Injectable Drug-Releasing Microporous Annealed Particle Scaffolds for Treating Myocardial Infarction”发表于杂志Advanced Functional Materials上。

原文链接： https://doi.org/10.1002/adfm.202004307

9.基于微流控的人体汗液采集和分析系统

简介：NorthwesternUniversity的J. A. Rogers教授团队通过使用由相对较高模量的聚合物构成的微流控系统克服了这一限制，开发了一种可在嵌入低模量弹性体时提供柔性力学性能的几何形状，并对模型进行有限元分析定量地研究了系统的相关机制，保障了系统在复杂的场景中应用的稳定性。相关论文“Skin-Interfaced Microfluidic Systems that Combine Hard and Soft Materials for Demanding Applications in Sweat Capture and Analysis”发表于Advanced Healthcare Materials上。

原文链接： https://doi.org/10.1002/adhm.202000722

10.可用于临床评价的外血视网膜屏障器官芯片模型

简介：荷兰特文特大学技术医学中心的Andries D. van der Meer教授团队设计一种oBRB的微流控器官芯片模型，该模型包含一层人永生化视网膜色素上皮和一根由半透膜分隔的人内皮细胞微血管，可用以研究复杂的疾病机制以及进行视觉障碍的治疗。相关论文“Microfluidic organ-on-a-chip model ofthe outer blood–retinal barrier with clinically relevant readouts for tissue permeability and vascular structure”发表于杂志Lab on a chip上。

原文链接： https://doi.org/10.1039/D0LC00639D

11.微流控诱导组装超分子水凝胶

简介：德累斯顿莱布尼兹聚合物研究所Julian Thiele教授团队和中科院化学研究所李峻柏教授团队开发了一种连续流微流控技术用于连续制备二肽基水凝胶和水凝胶/量子点混合体的新方法，可以精确控制多个组分的联合组装，有效避免非均质性混合成胶的出现。相关论文“Embedment of quantumdots and biomolecules in an in-situ formed dipeptide hydrogel usingmicrofluidics”发表于杂志Angewandte Chemie International Edition上。

原文链接： https://doi.org/10.1002/anie.202015340