腸道細胞在流動下共培養(yǎng)，模仿腸道生理條件。
●?腸芯片實驗套裝
包括所有的微流體組件，可開箱即用。
● 動態(tài)培養(yǎng)條件
層流下的可控剪切應(yīng)力，非常容易實現(xiàn)介質(zhì)分布。
● 先進的體外模擬培養(yǎng)
改進的培養(yǎng)參數(shù)更接近生理條件
● 多用途
該實驗套裝可應(yīng)用于液滴產(chǎn)生、流體循環(huán)、多種液體分配、微氣泡產(chǎn)生等
生物微流控腸芯片實驗套裝基于高精度OB1壓力&流量控制器和微流控芯片內(nèi)的多孔膜，方便研究人員將細胞接種在多孔膜上，并進行連續(xù)灌注，從而模擬生理腸道環(huán)境以改善細胞培養(yǎng)，從而使芯片環(huán)境中的實驗比傳統(tǒng)的2D細胞培養(yǎng)更接近體內(nèi)生理條件。
微流控腸芯片
微流控腸芯片實驗套裝包含兩通道的OB1壓力&流量控制器，其壓力輸出通道以將細胞種植在芯片中膜的兩側(cè)，從而創(chuàng)建可用于新治療方法的內(nèi)皮和上皮細胞層或毒性篩選。例如，可以在上部通道上接種人臍帶靜脈內(nèi)皮細胞（HUVEC）以形成內(nèi)皮細胞層，并可以在下部灌注室處接種Caco-2 cells（上皮結(jié)直腸細胞）以形成上皮層。這種3D結(jié)構(gòu)與動態(tài)灌注條件相結(jié)合，可以創(chuàng)建生理相關(guān)的模型。
該實驗套裝還包含其他微流體儀器組件如微流體分配閥MUX Distribution12，可用于輕松注射不同種類的藥物等并使用3/2閥選擇灌注通道，灌注效率將直接與上下通道內(nèi)部的流速有關(guān)；液體流量傳感器MFS或BFS可用于實時監(jiān)測管路中的液體流量。
該實驗套裝允許您再現(xiàn)生理上切合實際的切應(yīng)力、壓力和應(yīng)變。您可以點擊 here 閱讀我們對該主題的更多介紹信息。
此外，該實驗套裝可確保不同組件之間具有良好的兼容性，可讓您立即開始實驗，并由一個軟件進行控制，且實驗裝置可應(yīng)用于除腸芯片以外的其他用途。對于微流控芯片部分，您可以采用市場上的微流控芯片或聯(lián)系我們，我們可以幫助您定制特有的微流控芯片。
生物微流控腸芯片實驗套裝包含的組件：
● 雙通道OB1流量控制器
● 微流體旋轉(zhuǎn)分配閥MUX Distribution12
● 微流體循環(huán)閥MUX Recirculation
● 微流體流量傳感器MFS或BFS
● 除泡器–去除溶液中的氣泡
● 微流控腸芯片或您自己的芯片
● 樣品儲液池15mL
● 微流體切換閥3/2
● 微流體切換閥控制器
● 8孔壓力分配器
● 連接件-導(dǎo)管和過濾器等
● 圖形操作軟件和SDK庫(C++, Python, MATLAB, LabVIEW)
● (如有必要，可使用HUVEC and Caco-2 cells)
為什么進行腸芯片實驗研究采用微流控技術(shù)？
第一，使用微流體技術(shù)是減少反應(yīng)所需的潛在珍貴稀少樣品的一種方法。
第二，在微流體尺度上，可以盡可能精確地調(diào)節(jié)流體性質(zhì)以模仿體內(nèi)腸道生長條件。OB1流量控制器、MUX液體分配閥和3/2閥以及圖形界面操作軟件ESI的有機結(jié)合，可以創(chuàng)建非常有效且可控的實驗。
第三，人體器官的微流體模型比2D經(jīng)典模型或動物模型更有效。歐盟和公眾都在努力減少動物模型的使用。此外，通過直接使用來自患者的干細胞，器官芯片開發(fā)可以為個性化的醫(yī)學(xué)研究提供便利。
具有氧梯度的兩通道微流控器官芯片的示意圖[1]
[1] Jalili-Firoozinezhad, S., Gazzaniga, F.S., Calamari, E.L. et al. A complex human gut microbiome cultured in an anaerobic intestine-on-a-chip. Nat Biomed Eng 3, 520–531 (2019).
微流控腸芯片工作原理
各個研究小組表明，流體流動施加的剪切應(yīng)力是非常重要的，該剪切應(yīng)力模擬接近于生理條件的細胞生長為絨毛結(jié)構(gòu)的條件[1-2]。在帶有膜的微流控芯片中，CaCO2 上皮細胞生長為crypt和villus狀結(jié)構(gòu)的能力明顯優(yōu)于更經(jīng)典的跨孔細胞培養(yǎng)[3]。
當在更接近人類腸道的微環(huán)境中，crypt和villus狀結(jié)構(gòu)的細胞層形態(tài)表現(xiàn)出更好的活性，并且可以支撐人類腸道微生物菌群的總數(shù)[2, 4]。實際上，在腸芯片中，細胞外基質(zhì)(ECM)通過動態(tài)培養(yǎng)得以增強，這會影響周圍的微環(huán)境，從而形成更具生理相關(guān)性的腸道上皮細胞層模型[5]。總而言之，不使用動物模型，片上腸芯片系統(tǒng)對于生理學(xué)研究、藥物開發(fā)和個性化醫(yī)學(xué)而言是一個有價值的模型[6]。
1. Chi, M., Yi, B., Oh, S. et al. A microfluidic cell culture device (μFCCD) to culture epithelial cells with physiological and morphological properties that mimic those of the human intestine. Biomed Microdevices 17, 58 (2015). https://doi.org/10.1007/s10544-015-9966-5
2. H.J. Kim, D.E. Ingber, Gut-on-a-Chip microenvironment induces human intestinal cells to undergo villus differentiation, Integr Biol 5(9) (2013) 1130-40.
3. M. Maurer, M.S. Gresnigt, A. Last, T. Wollny, F. Berlinghof, R. Pospich, Z. Cseresnyes, A. Medyukhina, K. Graf, M. Gr?ger, M. Raasch, F. Siwczak, S. Nietzsche, I.D. Jacobsen, M.T. Figge, B. Hube, O. Huber, A.S. Mosig, A three-dimensional immunocompetent intestine-on-chip model as in vitro platform for functional and microbial interaction studies, Biomaterials 220 (2019).
4. H.J. Kim, D. Huh, G. Hamilton, D.E. Ingber, Human gut-on-a-chip inhabited by microbial flora that experiences intestinal peristalsis-like motions and flow, Lab Chip 12 (12) (2012) 2165-74.
5. V. De Gregorio, B. Corrado, S. Sbrescia, S. Sibilio, F. Urciuolo, P.A. Netti, G. Imparato, Intestine-on-chip device increases ECM remodeling inducing faster epithelial cell differentiation, Biotechnology and Bioengineering 117(2) (2020) 556-566.
6. A. Bein, W. Shin, S. Jalili-Firoozinezhad, M.H. Park, A. Sontheimer-Phelps, A. Tovaglieri, A. Chalkiadaki, H.J. Kim, D.E.J.C. Ingber, Microfluidic organ-on-a-chip models of human intestine, 5(4) (2018) 659-668.
個性化定制您的微流控腸芯片
該實驗套裝包含的錯流膜由可以采用親水或不親水的COP或PS（聚苯乙烯）材料制成。您可以根據(jù)具體的應(yīng)用，選擇兩種不同的孔徑：0.2μm或8μm。膜片也是支持定制的。
微流體腸芯片實驗套裝內(nèi)的組件是可以進行個性化定制的，比如去掉微流體液體分配閥MUX Distribution12、液體流量傳感器MFS，增加科式的質(zhì)量流量傳感器BFS以進一步改善流量控制等等。
我們提供一系列與OB1流量控制器相兼容的儲液池，從1.5mL Eppendorf管到100mL的玻璃瓶。
氣泡對于細胞培養(yǎng)是一個問題，需要盡可能的除掉進入到芯片通道內(nèi)液體中的氣泡。您可以使用可高溫滅菌的PEEK材質(zhì)的除泡器來除去液體介質(zhì)中的氣泡。
