用于類器官/器官芯片的便攜式微流控自動灌流系統開發

類器官技術是近年發展的前沿生物技術，是一種三維（3D）細胞培養系統，能夠模擬真實器官的細胞與細胞、細胞與基質之間的相互作用，以及其解剖學甚至功能特征。器官芯片技術，是一種微流控芯片上的人體器官微生理系統，通過引導和操縱微量的溶液，可以創建包含一個或多個組織特定功能的環境。簡單而言，兩者都是人體生理和疾病的有效模擬者，類器官更偏向生物學，而器官芯片則是一種典型的生物工程交叉前沿技術。

細胞培養是類器官/器官芯片技術應用的一個重要環節，它的核心思想是將細胞培養與微流控技術相結合，通過微通道和微流體操縱技術，實現對細胞的高度精確地控制和監測。這使得研究人員可以在非常小的尺度上進行細胞培養實驗，以模擬更自然的生理環境。

近期，瞬知科技面向國內外類器官/器官芯片應用，推出全球最小、可放置到細胞培養箱的便攜式微流控自動灌流系統MPC2，可用于多種類器官/器官芯片模型，兼容幾乎所有類型的器官芯片，灌注和循環等培養操作均可自動化完成。半個巴掌大的MPC2，重量不到130 g，40 cm × 40 cm的細胞培養箱最多可以放下個20個MPC2，可輕松從細胞培養箱轉移至顯微鏡下做細胞成像或細胞分析。此外，該系統自帶2節5號電池，續航長達120小時，可以支持PC客戶端等遠程控制，從而支持完成大部分的器官培養，適合對器官培養自動化和重復性有要求的研究人員，尤其適合需要將整個培養裝置放入培養箱減少環境污染的研究人員。

瞬知便攜式微流控自動灌流系統MPC2，基于瞬知科技屢獲殊榮、屢受考驗的微流控MEMS芯片泵技術，可優化和設置細胞培養流程，以滿足對特定細胞類型培養的輸注速率需求。全套便攜式自動灌流系統可置于細胞培養箱內保持一致且可控的環境，實現飼養細胞、清除廢棄物和培養液循環利用等關鍵流程自動化直至收獲目標細胞。其創新的微流控MEMS芯片泵技術，可程序控制智能調節線性流速，適合CHO、293、NK、T細胞等的高密度培養，同時MPC2能夠快速輕松地在3D組織模擬物中自動化控制微流體，用于長期細胞培養，產生信息豐富的分析。

圖1MPC2在類器官/器官芯片細胞實驗中的應用

總而言之，瞬知便攜式微流控自動灌流系統MPC2具有以下產品特點：

（1）便攜式：半個巴掌大?。?5mm × 76mm × 25 mm），可單手持有，便于攜帶，適合安裝在大多數實驗室空間，包括較小的工作臺空間；

（2）減少污染：MPC2和細胞培養載具可完全置于標準的細胞培養箱，無外接管線，減少細菌污染。不需購買特殊儀器設備；

（3）超長續航：內置2節5號干電池，支持120小時超長續航灌流（1 mL/H）；

（4）輸注精度高（0.5%），支持超寬輸注范圍（0.5μL/H ~ 10 mL/H）；

（5）可以快速安裝：不像其他復雜的體系，MPC2可在幾分鐘內安裝好；

（6）開放的灌流系統：允許技術人員和科學家在細胞培養過程中利用開放的灌流系統進行加藥、取樣和監測分析；

（7）允許并行分析：MPC2設備和耗材支持使用微流體將兩個或多個組織系統連接起來的使用案例，這類實驗提供了非常有價值的數據，可揭示多個器官如何相互作用和對刺激的反應；

（8）編程灌注：可實現自動控制微流體，提供全天候細胞培養。液體流量可以編程，使可進行長時間的實驗設計，模擬動態生物學過程以及藥代動力學控制，用戶干預最小化，科學家無需加班或輪班。

圖2 MPC2在整合多器官芯片體系中應用



圖3 多個MPC2放置于培養箱里

此外，瞬知便攜式微流控自動灌流系統MPC2可擴展應用于以下領域：

（1）類器官培養：腸、肝、肺、腎臟以及多器官應用；

（2）疾病模型：NASH/NASH（非酒精性脂肪肝炎癥/?。┠Ｐ?、HBV乙肝病毒感染模型、屏障模型研究（皮膚、腸道、肺）等；

（3）藥物研發：DILI（藥物引起的肝損傷）、肝臟毒性、藥物的腸道吸收和肝臟代謝等。

審核編輯：劉清