3D动态细胞培养和微纳流体灌注系统
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3D动态细胞培养和微纳流体灌注系统

生物微流控肠芯片实验套装

肠道细胞在流动下共培养,模仿肠道生理条件。



肠芯片实验套装

   包括所有的微流体组件,可开箱即用。


动态培养条件

   层流下的可控剪切应力,非常容易实现介质分布。


先进的体外模拟培养

   改进的培养参数更接近生理条件


多用途

   该实验套装可应用于液滴产生、流体循环、多种液体分配、微气泡产生等


生物微流控肠芯片实验套装基于高精度OB1压力&流量控制器和微流控芯片内的多孔膜,方便研究人员将细胞接种在多孔膜上,并进行连续灌注,从而模拟生理肠道环境以改善细胞培养,从而使芯片环境中的实验比传统的2D细胞培养更接近体内生理条件。


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微流控肠芯片

微流控肠芯片实验套装包含两通道的OB1压力&流量控制器,其压力输出通道以将细胞种植在芯片中膜的两侧,从而创建可用于新治疗方法的内皮和上皮细胞层或毒性筛选。例如,可以在上部通道上接种人脐带静脉内皮细胞(HUVEC)以形成内皮细胞层,并可以在下部灌注室处接种Caco-2 cells(上皮结直肠细胞)以形成上皮层。这种3D结构与动态灌注条件相结合,可以创建生理相关的模型。


该实验套装还包含其他微流体仪器组件如微流体分配阀MUX Distribution12,可用于轻松注射不同种类的药物等并使用3/2阀选择灌注通道,灌注效率将直接与上下通道内部的流速有关;液体流量传感器MFS或BFS可用于实时监测管路中的液体流量。


该实验套装允许您再现生理上切合实际的切应力、压力和应变。您可以点击 here 阅读我们对该主题的更多介绍信息。


此外,该实验套装可确保不同组件之间具有良好的兼容性,可让您立即开始实验,并由一个软件进行控制,且实验装置可应用于除肠芯片以外的其他用途。对于微流控芯片部分,您可以采用市场上的微流控芯片或联系我们,我们可以帮助您定制特有的微流控芯片。


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生物微流控肠芯片实验套装包含的组件:

● 双通道OB1流量控制器

● 微流体旋转分配阀MUX Distribution12

● 微流体循环阀MUX Recirculation

● 微流体流量传感器MFS或BFS

● 除泡器--去除溶液中的气泡

● 微流控肠芯片或您自己的芯片

● 样品储液池15mL

● 微流体切换阀3/2

● 微流体切换阀控制器

● 8孔压力分配器

● 连接件-导管和过滤器等

● 图形操作软件和SDK库(C++, Python, MATLAB, LabVIEW)

● (如有必要,可使用HUVEC and Caco-2 cells)


为什么进行肠芯片实验研究采用微流控技术?

第一,使用微流体技术是减少反应所需的潜在珍贵稀少样品的一种方法。

第二,在微流体尺度上,可以尽可能精确地调节流体性质以模仿体内肠道生长条件。OB1流量控制器、MUX液体分配阀和3/2阀以及图形界面操作软件ESI的有机结合,可以创建非常有效且可控的实验。

第三,人体器官的微流体模型比2D经典模型或动物模型更有效。欧盟和公众都在努力减少动物模型的使用。此外,通过直接使用来自患者的干细胞,器官芯片开发可以为个性化的医学研究提供便利。



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具有氧梯度的两通道微流控器官芯片的示意图[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).


微流控肠芯片工作原理

各个研究小组表明,流体流动施加的剪切应力是非常重要的,该剪切应力模拟接近于生理条件的细胞生长为绒毛结构的条件[1-2]。在带有膜的微流控芯片中,Caco-2 上皮细胞生长为crypt和villus状结构的能力明显优于更经典的跨孔细胞培养[3]。


当在更接近人类肠道的微环境中,crypt和villus状结构的细胞层形态表现出更好的活性,并且可以支撑人类肠道微生物菌群的总数[2, 4]。实际上,在肠芯片中,细胞外基质(ECM)通过动态培养得以增强,这会影响周围的微环境,从而形成更具生理相关性的肠道上皮细胞层模型[5]。总而言之,不使用动物模型,片上肠芯片系统对于生理学研究、药物开发和个性化医学而言是一个有价值的模型[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. Gröger, 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.


个性化定制您的微流控肠芯片

该实验套装包含的错流膜由可以采用亲水或不亲水的COP或PS(聚苯乙烯)材料制成。您可以根据具体的应用,选择两种不同的孔径:0.2μm或8μm。膜片也是支持定制的。


微流体肠芯片实验套装内的组件是可以进行个性化定制的,比如去掉微流体液体分配阀MUX Distribution12、液体流量传感器MFS,增加科式的质量流量传感器BFS以进一步改善流量控制等等。


我们提供一系列与OB1流量控制器相兼容的储液池,从1.5mL Eppendorf管到100mL的玻璃瓶。


气泡对于细胞培养是一个问题,需要尽可能的除掉进入到芯片通道内液体中的气泡。您可以使用可高温灭菌的PEEK材质的除泡器来除去液体介质中的气泡。




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产品介绍链接:

OB1 MK3+ -多通道微流体压力&真空控制器的详细介绍,请点击 这里


AF1 Pump-精密微流体压力泵:微型便携移动 的详细介绍,请点击 这里


AF1 DUAL Pump-精密微流体压力&真空泵:微型便携移动 的详细介绍,请点击 这里


ESI-微流控仪器专用的智能图形化界面操作软件的详细介绍,请点击 这里


ESI-微流控智能图形化界面操作软件ESI输出不同波形的驱动压力或液体流量的介绍,请点击 这里


BFS-微流体科里奥利流量传感器(无需校准,直接测量)的详细介绍,请点击 这里


MFS-微流体热式流量传感器的详细介绍,请点击 这里


MSR-微流体流量和压力传感器读数单元(采集卡)的详细介绍,请点击 这里


MUX Distributor10-微流体流量分配阀的详细介绍,请点击 这里


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