一、器官芯片的基本組成：
1.芯片結(jié)構(gòu)
微流控控系統(tǒng)：包含微通道、腔室和閥門，用于細(xì)胞培養(yǎng)和流體控制。
細(xì)胞培養(yǎng)區(qū)域：通常由水凝膠、基質(zhì)膠或納米材料構(gòu)成，模擬器官的三維微環(huán)境。
傳感器與檢測模塊：集成電極、光學(xué)探頭或生化傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測細(xì)胞活性、代謝產(chǎn)物等。
2.配套設(shè)備
注射泵或壓力控制器：用于精確調(diào)控流體流動。
顯微鏡或成像系統(tǒng)：觀察細(xì)胞形態(tài)和動態(tài)變化。
數(shù)據(jù)采集與分析軟件：記錄實(shí)驗(yàn)參數(shù)（如流速、溫度、pH值等）。
二、器官芯片使用前準(zhǔn)備：
1.芯片檢查與預(yù)處理
檢查芯片是否完好，無裂紋或污染。
用70%乙醇或無菌水清洗芯片表面，紫外照射滅菌30分鐘。
若需包被基底膜，按說明書處理培養(yǎng)區(qū)域。
2.細(xì)胞準(zhǔn)備
選擇符合實(shí)驗(yàn)需求的細(xì)胞類型。
調(diào)整細(xì)胞密度至適宜濃度，懸浮于培養(yǎng)基中。
若需共培養(yǎng)，提前混合不同細(xì)胞類型。
3.培養(yǎng)基與試劑
使用無菌、無酚紅的培養(yǎng)基，并添加生長因子或激素。
預(yù)溫培養(yǎng)基至37℃，避免溫度波動影響細(xì)胞活性。
三、器官芯片操作流程：
1. 細(xì)胞接種
加載細(xì)胞：
通過注射泵或移液槍將細(xì)胞懸液緩慢注入芯片的腔室，避免產(chǎn)生氣泡。
對于動態(tài)灌流模型，需確保細(xì)胞在微通道中均勻分布。
固化細(xì)胞：
若使用水凝膠，需通過離子交換或溫度控制使其交聯(lián)。
靜置30-60分鐘，讓細(xì)胞貼壁。
2. 流體灌注與參數(shù)設(shè)置
連接流體系統(tǒng)：
將芯片進(jìn)出口與注射泵、儲液器連接，確保密封性。
設(shè)置流速，模擬毛細(xì)血管血流速度。
環(huán)境控制：
將芯片置于37℃、5% CO2培養(yǎng)箱中，或使用恒溫加熱板維持溫度。
定期更換儲液器中的新鮮培養(yǎng)基，避免代謝廢物積累。
3. 功能驗(yàn)證與實(shí)驗(yàn)干預(yù)
生理功能檢測：
通過傳感器監(jiān)測細(xì)胞代謝。
用熒光染料評估細(xì)胞活力，或用TUNEL染色檢測凋亡。
實(shí)驗(yàn)干預(yù)：
添加藥物、毒素或病原體，觀察器官反應(yīng)。
調(diào)整流速或施加機(jī)械刺激（如剪切力），模擬病理狀態(tài)。
4. 數(shù)據(jù)記錄與分析
實(shí)時(shí)監(jiān)測：
使用成像系統(tǒng)記錄細(xì)胞形態(tài)變化。
通過電化學(xué)傳感器檢測離子濃度。
樣本采集：
從出口收集灌流液，用于ELISA、質(zhì)譜或測序分析。
固定芯片后切片，進(jìn)行免疫熒光染色或RNA提取。
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