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微流控器官培养或类器官培养/模拟在当前的科学研究中处于风口浪尖上，尤其是多个类器官的模拟更是受到了很多研究人员的热捧。在这些类器官的模拟实验中，通常需要连续进行数天或数周的实验，在这种情形下，一个稳定、快捷、GX的微流控器官培养套装可以解决大部分实验中出现的问题。本文简要介绍用于微流控器官培养实验方面的微流控套装。

该微流控器官培养套装的主要特点
●3周的实验
   凭借强大的调度程序（scheduler），您可以在数周内自动完成实验。

●模拟生理条件
  确保您选择的无脉动和自定义流量模式

●即插即用
  多功能一体机—包含控制器、芯片、附件和软件，开箱即用。

Elveflow微流控器官培养套装是一种致力于细胞培养的微流体系统，该套装包括了进入器官培养领域所需要的全部组件。控制真空和压力的OB1控制器非常适合该应用领域例如：
●肠芯片
●肺芯片
●肝芯片
●皮肤芯片
●心脏芯片
●肾芯片
●血栓通芯片
●神经或心血管网络芯片

该微流控器官培养套装的优势
1、控制压力和真空
     非常适合模仿生理条件
2、在介质或药物之间快速切换
     用于成像细胞对各种介质或药物的反应
3、稳定&无脉冲流量
     精确控制液体流量
4、流速范围广
     从0.01μL/min到5mL/min
5、设计流量注入序列
     创建复杂的模式，例如模拟生理条件的振荡流。

该微流控器官培养套装包含的组件
流量控制器：轻松控制稳定、准确的流量
储液池：盛放您的培养基或样品。各种尺寸可供选择，从Eppendorf到瓶子。
器官芯片：盛放您的细胞，兼容光学显微镜。
软件：通过我们的软件完全可以控制所有的参数。通过我们强大的调度程度（scheduler），编程长期实验并进行自动进样。

Elveflow与ALine公司合作，该公司在器官培养领域具有非常强大的实力，可为器官培养提供不同规格的细胞培养芯片。两个可独立接近的腔室由选择的多孔膜隔开。不同于基于微量滴定板的系统，这些装置允许在一个或两个腔室中连续流动。平衡膜上的压降可用于调节膜上的通量。

ALine Inc公司还能够将您的设计从原型设计、开发再到制造。他们在整个开发阶段的专业知识使我们能够确保您的设计从早期阶段就已准备好，从而消除了经常困扰技术的扩展问题。除微流控芯片设计外，他们在集成功能解决方案方面拥有丰富的经验，例如电极、膜和阀门的集成、传感器、印刷电路及试剂沉积等。

该微流控器官培养系统的连接示意图

在该微流控器官培养套装上还可以进一步升级的组件
（1）芯片
        该器官培养包可与ALine公司的芯片，您自制的芯片或任何其他商业解决方案一起使用。

（2）再循环选件
        可以使用我们的MUX Injection进行单向流动循环，以确保细胞培养数天。

（3）气泡检测器
        通过软件可以检测实验装置中的潜在气泡并相应地设置动作操作

（4）压力传感器
        可以使用一个或多个压力传感器来测量整个系统的压降

该微流控器官培养套装适用的范围
器官芯片不仅具有小型化、集成化、低消耗等优点，而且还可以精确控制系统的多个参数，如化学浓度梯度、流体剪切力、细胞图案、组织-组织界面、器官-器官相互作用等等，模仿人体器官的复杂结构、微环境和生理功能。

这些应用有望对提高药物筛选模型和个性化医学的可预测性产生重大影响。器官芯片技术通过提供比传统细胞培养方法更好地模拟体内人体生理学和形态学的环境来支持这些研究领域。通过结合半导体和分子生物学行业的技术，可实现大规模的器官芯片的量产。

●芯片上的细胞培养
●活细胞成像
●细胞对介质变化的反应
●药物筛选
●毒性测试
●干细胞分析

参考论文
A microfluidic circulatory system integrated with capillary-assisted pressure sensors,?Y. Chen, H. N. Chan, S. A. Michael, Y. Shen, Y. Chen, Q. Tian, L. Huang and H. Wu, Lab Chip, 2017, DOI:10.1039/C6LC01427E.

微流控器官培养的详细介绍也可以参见如下的链接：
https://www.elveflow.com/microfluidic-flow-control-products/microfluidic-application-packs/organ-on-chip-pack/

（1）模拟生理条件
         平稳、无脉冲地控制液体介质的流速和流向
（2）轻松进行数周实验
         完全自动化的运行数周实验
（3）可重复性和可扩展性
         可控制一个或多个并行芯片中的流体参数
（4）开箱即可开始实验
        用户友好的设备，具有快速设置和直观的图形界面操作软件。

器官培养套装是一个完整的微流控系统，可用于芯片上的器官实验。凭借该套装，您可以直接进入到微流控器官培养领域的Z前沿。此外，该套装基于Z畅销的压电技术的多通道压力&流量控制器OB1，包含了研究重现细胞体内环境众多特征的所有必需的微流控部件。

特点
微流控器官培养套装使用多通道压力&流量控制器OB1中的一个压力输出通道将储液池内的液体介质输送到微流控器官芯片的通道内。图形化的智能操作软件ESI允许在自定义的时间段内进行精确、稳定地流量控制。

片上器官实验芯片有多种不同的结构设计，具体选择哪一种类型的芯片，取决于您想要模仿的片上器官类型和实验方案。我们与多家片上器官供应商紧密合作，以便为您的科学实验提供Z合适的芯片。

微流控片上器官的应用不仅具有小型化、集成化和低消耗等优点，而且研究人员还能够精确地控制系统的多个参数，例如化学浓度梯度、流体剪切应力、细胞模式、组织-组织界面、器官-器官相互作用等。实验的目的是模仿人体器官的复杂结构、微环境和生理功能。

这些应用有望对改善药物筛选模型和个性化药物的可预测性产生重大影响。片上器官芯片技术通过提供比传统的细胞培养方法更好地模仿体内人体生理学和形态的环境，为这些研究领域提供支持。通过结合来自半导体和分子生物学行业的技术，可扩展的片上器官生产成为可能。

微流控芯片
微流控器官芯片套装可以与任何商用芯片或自制芯片一起使用。

Elveflow与Aline公司合作，提供不同规格的细胞培养用微流控芯片。两个独立进入的腔室由所选的多孔膜隔开。与基于微量滴定板的系统不同，这些器件允许在一个或两个腔室中连续流动。为了调节跨膜的通量，可以调节跨膜的压降变化。

Aline公司还具有将您的芯片设计从原型设计到开发再到制造的能力。他们在整个开发阶段的专业知识可使我们能够确保您的设计从早期阶段就可以制造就绪，从而消除了经常困扰技术的放大问题。除了微流体芯片设计外，他们在集成功能解决方案方面也具有丰富的经验，例如电极、膜和阀的集成，传感器集成，PCB集成及试剂沉积等。

Elveflow还与以下片上器官供应商合作：
（1）Ibidi
（2）BeOnChip
（3）Initio Cell

完全可定制的应用包：
无论您是要添加多个流体控制通道，定制微流体芯片还是添加真空控制装置，我们的微流体专家都可以定制包装，使其Z适合您的实验需求。

适用于所有Elveflow仪器的免费软件
——强大、模块化和多功能的实验装置控制的解决方案

ESI操作软件可以通过同一个接口控制多达16台仪器。借助TTL触发器，您可以将Elveflow系统与实验室中使用的任何其他仪器（光学显微镜或任何电子仪器等）同步。Scheduler是一种用户友好的使用工具，可自动执行实验和方案的复杂步骤，节省您的宝贵时间。

体积注入模块

输入目标液体体积，该模块将在合适的时间自动调整流速以将液体注入。

流体系统优化模块

微流体实验系统路径的自动诊断功能，并给出改善建议，从而提高实验系统的流体流动性。

气泡检测模块

不再经受气泡的危害了！

传感器校准模块

在校准协议过程中，不要浪费宝贵的时间。


应用
（1）片上肠芯片
（2）片上肺芯片
（3）片上肝芯片
（4）片上皮肤芯片
（5）片上心脏芯片
（6）片上肾脏芯片
（7）片上血栓芯片
（8）片上神经或心血管网络

包含的组件
标准微流控片上器官芯片套装包含以下组件：
（1）1通道压力&流量控制器OB1
（2）1个液体流量传感器BFS
（3）1个样品储液池
（4）所有必需的配件：导管、连接头、过滤器等
（5）控制和自动化软件ESI

可升级选项：
（1）额外的压力&流量控制通道：可将几种介质按预定顺序注入到芯片通道内
（2）真空通道：用于片上器官芯片中的机械拉伸诱导如片上肺芯片
（3）去泡器：用于去除微流体装置中的所有气泡
（4）压力传感器：测量系统中的压降
（5）循环注入阀：实现液体介质的单向循环
（6）额外的流量传感器MFS
（7）电脑
（8）显微镜和相机

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相关应用:

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出版文献

A microfluidic circulatory system integrated with capillary-assisted pressure sensors

Lab on Chip, Y. Chen, H. N. Chan, S. A. Michael, Y. Shen, Y. Chen, Q. Tian, L. Huang and H. Wu, 2017

微流控起始入门套装包含微流体实验需要的所有组件，可以满足您立即开始您的微流体控制实验。该起始套装基于Elveflow流行的OB1压力&真空流量控制且易于使用，满足70%的微流体研究人员的需求。此外，微流控起始套装与Elveflow其他产品如低流量流量计MFS/BFS、流体切换阀等完全兼容，满足您特定实验需求而逐步升级。

微流控起始套装中的压力驱动泵OB1是当前唯yi一款基于压电技术的流量控制器，主要优点是消除了任何液体流动振荡，并实现了非常快速的流量变化，同时保持了极其稳定的状态。

从简单的单通道微流体流动到多通道液滴实验，微流控起始套装均可满足这些应用需求。整个系统由功能强大的ESI操作软件控制，该软件可让您轻松设置压力并监控实验，甚至可以全自动运行实验。

微流控起始套装包含的组件
（1）4通道微流体压力&真空流量控制器

（2）4个15mL样品储液池

（3）所有必需的配件：PTFE导管、接头连接器、过滤器等

（4）图形界面操作软件ESI
       

基本示例：微流控芯片的液体注入

为什么要使用微流控技术？
微流体学是处理和控制流体的科学，流体体积通常在微升到皮微升的范围内。微流控技术为多个学科的许多不同的应用领域带来了很多益处，例如：
—样品和试剂消耗极低
—高度可重复性
—控制实验条件（温度、混合、压力等）
—易于自动化
—连续过程控制

适用于所有Elveflow仪器的免费软件
——强大、模块化和多功能的实验装置控制的解决方案

ESI操作软件可以通过同一个接口控制多达16台仪器。借助TTL触发器，您可以将Elveflow系统与实验室中使用的任何其他仪器（光学显微镜或任何电子仪器等）同步。Scheduler是一种用户友好的使用工具，可自动执行实验和方案的复杂步骤，节省您的宝贵时间。

体积注入模块
 

输入目标液体体积，该模块将在合适的时间自动调整流速以将液体注入。

流体系统优化模块
 

微流体实验系统路径的自动诊断功能，并给出改善建议，从而提高实验系统的流体流动性。

气泡检测模块
 

不再经受气泡的危害了！

传感器校准模块
 

在校准协议过程中，不要浪费宝贵的时间。

微流控起始套装可升级选项
直接控制液体流量

通过添加Elveflow的流量传感器MFS或BFS，您可以在ESI软件上从压力控制切换到流量控制。这些流量传感器与ESI软件及其内置的反馈回路控制相结合，可以实时监控液体的流量。此外，您还可以设定一个流量值，利用反馈控制回路，您的系统将通过调节系统压力来快速准确地达到所设定的流量。

升级您的OB1流量控制器

OB1流量控制器是一款功能强大的仪器，可以根据您的需求量身定制。我们提供从-900mbar到8000mbar的不同压力通道，用于真空和/或压力的输出控制。您后续可以根据实验目标而升级OB1流量控制的通道。

添加芯片以制备液滴、细胞包裹等

Elveflow提供了针对特定应用而设计的各种芯片，例如液滴发生器、流动聚焦芯片、细胞包裹芯片等。

在现今的微流控技术发展中，芯片上的细胞培养、活细胞成像、3D细胞培养及药物毒性测试等实验越来越受到广大的高校、研究所及企业研究人员的关注。微流控技术在上述应用领域提供了比传统实验室无可比拟的优势比如实验耗材量小、实验速度快、占用空间小、费用低等。

内皮细胞培养(Endothelial Cell Culture)

具有稳定血液动力学力的生物活性细胞单层

● 微流体内皮细胞（Endothelial Cell , EC ）培养

   完整的实验套装，开箱即可开始实验。

● 动态灌注条件

   用于介质分布的层流控制的剪切应力

● 改进的体外模型

   培养条件更接近体内细胞层条件

● 实验套装的多用途

   可用于器官培养、液滴产生、流体循环、多种液体分配、微气泡产生等实验

微流控内皮细胞培养实验套装基于高精度OB1流量控制器和膜生物芯片，包含研究人员用于建立内皮细胞培养物所需的微流体组件，这些内皮细胞培养物具有改进的EC标记蛋白表达和良好的细胞粘附性。该套装凭借微流体芯片尽可能的实现接近体内条件的体外模型的内皮细胞层培养。

微流体内皮细胞培养

基础的微流体内皮细胞培养实验套装包含一个与微流体液体分配阀MUX Distribution12相连的压力通道，其可以在芯片中膜层的两侧播种两种不同类型的细胞，从而可以创建可以用于新的ZL进展或毒性筛查的更具生理相关性的内皮细胞层。微流体液体分配阀MUX Distribution12可用于轻松的注入FITC-dextran等不同物质，并使用3/2微流体阀选择需要关注的芯片通道。灌注效率将直接与上下通道内部的流速有关。通过多个液体流量传感器MFS或BFS，可以实时测量液体流量。

微流体内皮细胞培养实验套装可以控制应变、剪切应力和压力，以逼近生理上的实际值。因此，使用该套装的实验条件比经典的孔或培养池模式的细胞培养更加重要和有效。

微流体内皮细胞培养实验套装可确保不同组件之间的兼容性，允许您可以立即的快速进行实验，并由独特的图形界面操作软件进行测试，且可用于其他不同的应用项目。

微流体内皮细胞培养实验套装包含的组件：

● OB1 MK3+流量控制器

● 微流体液体分配阀MUX Distribution12

● 微流体循环阀MUX Recirculation--液体介质循环

● 微流体低流量传感器MFS

● 微流体细胞培养芯片（具有错流膜）--膜片上部和下部流体流动

● 若干样品储液池和培养基

● 微流体3/2阀

● 微流体3/2阀的控制器WIRE

● 9孔歧管--用于气体分压，将OB1流量控制器输出的气压分配到多个样品储液池

● 微流体导管和接头

● 图形化操作软件ESI--细胞培养自动化运行

● (如有必要，原代人脐静脉内皮细胞（HUVEC）)

为什么使用微流体进行内皮细胞培养？

首先，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。

其次，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细胞生长条件。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。

ZH，创建人体器官的微流体模型比2D经典模型或动物模型更有效。与传统的技术相比，微流体系统可提供更准确的生理条件。此外，欧盟和公众都在努力减少动物模型的使用。

总之，微流体内皮细胞层允许更灵活、精确和有效的实验来评估药物毒性或病原体对内皮细胞的影响。

血管和内皮细胞微环境的示意图。体外模拟这种复杂的微环境是血管研究的主要挑战[1]。

[1] A. D. Van der Meer, A. A. Poot, M. H. G. Duits, J. Feijen, I. Vermes, “Microfluidic Technology in Vascular Research”, BioMed Research International, vol. 2009, Article ID 823148, 10 pages, 2009.

微流体内皮细胞培养原理

由于血管功能障碍是诸如糖尿病或癌症等主要疾病的重要结果，血管内皮功能障碍是体外研究内皮细胞对各种化学、生物学或物理刺激反应的大量工作[1]。器官芯片是防止药物临床失败并取代经典的2D细胞培养和动物模型测试的非常有前途的领域[2]。科研人员可以在由膜隔开的微流体通道中创建内皮细胞培养模型，以获得具有实际流量、应变、剪切应力和压力的生理相关的生物力学条件[3-4]。这种微流体系统也已用于研究血脑屏障处的内皮细胞，以建立与人类有关的疾病模型[5]。内皮细胞层的渗透性与施加在该层上的切应力的函数关系也已在由膜隔开的两个通道系统中进行了研究[6]。

1. A. D. van der Meer, A. A. Poot, M. H. G. Duits, J. Feijen, I. Vermes, “Microfluidic Technology in Vascular Research”, BioMed Research International, vol. 2009, Article ID 823148, 10 pages, 2009

2. Capulli A. K., Tian K., Mehandru N., Bukhta A., Choudhury S.F., Suchyta M., Parker K.K., Approaching the in vitro clinical trial: engineering organs on chips, Lab Chip, 2014,14, 3181-3186

3. Estrada R., Giridharan G.A., Nguyen M-D, Roussel T-J, Shakeri M, Parichehreh V., Prabhu S.D., and Sethu P., Endothelial Cell Culture Model for Replication of Physiological Profiles of Pressure, Flow, Stretch, and Shear Stress in Vitro, Anal. Chem. 2011, 83, 8, 3170–3177

4. Estrada R., Giridharan G.A., Nguyen M-D, Roussel T-J, Prabhu S.D., and Sethu P., Microfluidic endothelial cell culture model to replicate disturbed flow conditions seen in atherosclerosis susceptible regions, Biomicrofluidics, 5, 032006 (2011)

5. L. M. Griep, F. Wolbers, B. de Wagenaar, P. M. ter Braak, B. B. Weksler, I. A. Romero P. O. Couraud, I. Vermes & A. D. van der Meer, A. van den Berg, BBB ON CHIP: microfluidic platform to mechanically and biochemically modulate blood-brain barrier function, Biomedical Microdevices volume 15, 145–150 (2013)

6. Young E. W. K., Watson M. W. L., Srigunapalan S., Wheeler A. R., Simmons C. A., Technique for Real-Time Measurements of Endothelial Permeability in a Microfluidic Membrane Chip Using Laser-Induced  Fluorescence Detection, Anal. Chem. 2010, 82, 808–816

配置您的微流体内皮细胞培养套装

该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。

微流体内皮细胞培养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。

微流控起始入门套装包含微流体实验需要的所有组件，可以满足您立即开始您的微流体控制实验。该起始套装基于Elveflow流行的OB1压力&真空流量控制且易于使用，满足70%的微流体研究人员的需求。此外，微流控起始套装与Elveflow其他产品如低流量流量计MFS/BFS、流体切换阀等完全兼容，满足您特定实验需求而逐步升级。

微流控起始套装中的压力驱动泵OB1是当前唯yi一款基于压电技术的流量控制器，主要优点是消除了任何液体流动振荡，并实现了非常快速的流量变化，同时保持了极其稳定的状态。

从简单的单通道微流体流动到多通道液滴实验，微流控起始套装均可满足这些应用需求。整个系统由功能强大的ESI操作软件控制，该软件可让您轻松设置压力并监控实验，甚至可以全自动运行实验。

微流控起始套装包含的组件
（1）4通道微流体压力&真空流量控制器

（2）4个15mL样品储液池

（3）所有必需的配件：PTFE导管、接头连接器、过滤器等

（4）图形界面操作软件ESI
       

基本示例：微流控芯片的液体注入

为什么要使用微流控技术？
微流体学是处理和控制流体的科学，流体体积通常在微升到皮微升的范围内。微流控技术为多个学科的许多不同的应用领域带来了很多益处，例如：
—样品和试剂消耗极低
—高度可重复性
—控制实验条件（温度、混合、压力等）
—易于自动化
—连续过程控制

适用于所有Elveflow仪器的免费软件
——强大、模块化和多功能的实验装置控制的解决方案

ESI操作软件可以通过同一个接口控制多达16台仪器。借助TTL触发器，您可以将Elveflow系统与实验室中使用的任何其他仪器（光学显微镜或任何电子仪器等）同步。Scheduler是一种用户友好的使用工具，可自动执行实验和方案的复杂步骤，节省您的宝贵时间。

体积注入模块
 

输入目标液体体积，该模块将在合适的时间自动调整流速以将液体注入。

流体系统优化模块
 

微流体实验系统路径的自动诊断功能，并给出改善建议，从而提高实验系统的流体流动性。

气泡检测模块
 

不再经受气泡的危害了！

传感器校准模块
 

在校准协议过程中，不要浪费宝贵的时间。

微流控起始套装可升级选项
直接控制液体流量

通过添加Elveflow的流量传感器MFS或BFS，您可以在ESI软件上从压力控制切换到流量控制。这些流量传感器与ESI软件及其内置的反馈回路控制相结合，可以实时监控液体的流量。此外，您还可以设定一个流量值，利用反馈控制回路，您的系统将通过调节系统压力来快速准确地达到所设定的流量。

升级您的OB1流量控制器

OB1流量控制器是一款功能强大的仪器，可以根据您的需求量身定制。我们提供从-900mbar到8000mbar的不同压力通道，用于真空和/或压力的输出控制。您后续可以根据实验目标而升级OB1流量控制的通道。

添加芯片以制备液滴、细胞包裹等

Elveflow提供了针对特定应用而设计的各种芯片，例如液滴发生器、流动聚焦芯片、细胞包裹芯片等。

用于自动化无支架3D细胞培养技术的即插即用仪器平台

● 球体的多重平行培养

  根据所选芯片，可培养观察20多个球体。

● 自动化球体细胞灌注

  使用流体分配阀MUX Distribution12实现自动化球体细胞灌注时间从几小时到几个月

● 直接与人体生理相关的模型

  动态灌注比培养皿静态培养更能模拟细胞的真实条件

● 即插即用的微流控套装

  无论是刚接触的用户，还是资深专家都可以立即上手使用，带有详细的用户指南。

用于刚接触该微流体应用的初学者的球状细胞培养微流控平台套装

球体是 3D 支架中的球形细胞培养物，可让细胞在支架内增殖和迁移，以重现人体内发生的细胞配置。与静态培养皿内的 2D 细胞培养相比，球体可以在不使用动物的情况下测试药物，并且可以更好地模拟细胞形态、生理学和组织。球体可以用微流体仪器进行灌注以便获得更好的重现性、连续的生理剪切应力、长时间的自动化培养实验、使用昂贵的流体以及更好地控制 pH 或温度等参数，这使其成为培养球体细胞的有效方法。

微流控球状细胞培养用仪器

Elvesys组装了一个微流体平台，可以控制各种参数灌注和诱导球状细胞生长。这种即插即用的细胞平台使用希望从批量静态培养过渡到微流体动态细胞培养以进行单球体观察的研究人员。

球状细胞培养微流控套装适用于球体培养、观察和筛选，搭配Elveflow软件，可实现操作步骤设定和自动化运行，从而提高重现性和样品使用优化。

Elveflow OB1 MK3+压力流量控制器提供无脉冲和快速响应的流量控制，与低流量传感器MFS或BFS搭配，实现OB1的流量反馈回路。与注射泵和蠕动泵相比，其可以控制施加在细胞上的剪切应力，因此可以更好的模拟体内条件。

对于像微流控芯片中的球体培养类似的长期实验，需要对培养基进行再循环，以在不使用大量昂贵培养基的情况下保持恒定的足够剪切应力施加到细胞上。MUX循环阀或2-way/3-way阀几阀控制器可实现几种再循环的方法。这些灵活的液体再循环方法实现了多种不同流体控制和球状细胞培养的方法。

此外，您还可以增加MUX液体分配阀，用来注入多个不同的液体介质和药物。当然，您也可以增加标准的用于球体的商业化专用微流控芯片。

球状细胞培养微流控平台套装是高度可定制的，可以包括下图所示的多种仪器或部分仪器。每台仪器都与其他仪器兼容，由相同的ESI软件进行控制，并配有专门的用户手册，以供使用者参阅。

球状细胞培养微流控平台套装（高度可定制）包含以下组件：

● OB1 MK3+压力流量控制器

● 低流量传感器MFS或BFS

● 一个MUX液体循环阀

● 一个MUX液体分配阀

● 一个气泡除泡器

● 接头导管配件一套

● 储液池若干

● 用于球状细胞培养的微流控芯片

● Elveflow ESI软件（免费）

● 仪器的使用手册

为什么在球状细胞培养中使用微流控技术？

与经典方法相比，微流控培养球体细胞具有关键的优势：

● 通过减少使用的试剂量来降低实验成本

● 对球体施加生理剪切应力

● 可以培养和观察单个球体

● 可以进行长时间的实验自动化运行，不需要人工干预。

● 改善细胞的氧气和营养供应

● 更好的重现性和均匀性

● 轻松注射精确体积的不同药物或化合物

这些优势使微流控成为进行球体培养和药物筛选的优先解决方案，Elveflow仪器特别适合这种应用，因为其具有良好的稳定性、用户友好性、准确性和提供了市场上优越的流量控制性。

微流体芯片槽中的球体形成：(1) 细胞播种，(2) 前24小时内的聚集，(3) 培养基冲洗和 (4)在接下来的24小时内形成紧凑的球体。比例尺为50 mm。 Ziółkowska et al. [1]

[1]Karina Ziółkowska; Agnieszka Stelmachowska; Radosław Kwapiszewski; Michał Chudy; Artur Dybko; Zbigniew Brzózka (2013). Long-term three-dimensional cell culture and anticancer drug activity evaluation in a microfluidic chip. , 40(1)

定制您的球状细胞培养套装

已经开发并测试了几种商业化和实验室制造的微流控芯片已进行球状细胞培养，我们可以提供具有不同的表面修饰的微流控芯片。

Elveflow球状细胞培养套装完全可定制，同时我们可帮助您选择适合您应用的仪器组件和配件，并在实验装置连接中逐步陪您进行设置，直到您获得第一个实验结果。

最后，我们还提供各种不同规格的微流体储液罐、流量传感器、气泡检测器和气泡捕获器及其配件，确保您的实验项目不会中断。

球状微流控细胞的培养原理

球体，具有三维细胞结构，比单层培养细胞能更好地再现细胞间的相互作用，并且通常更接近地模拟体内环境[1]。球体被认为是良好的肿瘤细胞模型[2]，但也可以用作神经退行性疾病（neurodegenerative diseases）的模型[3]。

基于微孔的μSFC中的球体形成过程：（A）将细胞悬浮液引入芯片入口。由于毛细作用，细胞悬浮液迅速充满所有微通道和微孔；（B）细胞开始沉积在微通道和微孔的底部；（C）纯培养基流过芯片冲洗多余的细胞，而不干扰位于微孔底部的细胞；（D）细胞分泌物和信号传导导致在非粘附微孔底部建立细胞-细胞相互作用；（E）在培养基的灌注流下驱动球体形成[4]。

已经表明，使用微流体进行球状细胞培养是一种很好的操作工具，可以以更高的准确性、铜梁和微生理体外测试进行许多的药物测试，同时减少对动物模型的需求[5]。其他优点包括可以培养不同大小的球体、降低实验成本和能耗、连续和受控的生理剪切应力以及一次观察单个球体的可能性[6-7]。微流控技术已成功用于使用不同芯片设计的药物筛选[8-10]。

通过基于光片的荧光显微镜（LSFM）成像的T-47D肿瘤球体。Pampaloni etal[11]。

1，Astashkina, Anna, Brenda Mann, and David W. Grainger. “A critical evaluation of in vitro cell culture models for high-throughput drug screening and toxicity.” Pharmacology & therapeutics 134.1 (2012): 82-106.

2，Friedrich, Juergen, Reinhard Ebner, and Leoni A. Kunz-Schughart. “Experimental anti-tumor therapy in 3-D: spheroids–old hat or new challenge?.” International journal of radiation biology 83.11-12 (2007): 849-871.

3，Słońska, Anna, and Joanna Cymerys. “Application of three-dimensional neuronal cell cultures in the studies of mechanisms of neurodegenerative diseases.” Postepy Higieny i Medycyny Doswiadczalnej (Online) 71 (2017): 510-519.

4，Moshksayan, Khashayar, et al. “Spheroids-on-a-chip: Recent advances and design considerations in microfluidic platforms for spheroid formation and culture.” Sensors and Actuators B: Chemical 263 (2018): 151-176.

5，Petreus, T., Cadogan, E., Hughes, G. et al. Tumour-on-chip microfluidic platform for assessment of drug pharmacokinetics and treatment response. Commun Biol 4, 1001 (2021).

6，Kim, Jong Bin. “Three-dimensional tissue culture models in cancer biology.” Seminars in cancer biology. Vol. 15. No. 5. Academic Press, 2005.

7，Karina Ziółkowska; Agnieszka Stelmachowska; Radosław Kwapiszewski; Michał Chudy; Artur Dybko; Zbigniew Brzózka (2013). Long-term three-dimensional cell culture and anticancer drug activity evaluation in a microfluidic chip. , 40(1),

8，Kwapiszewska, K., et al. “A microfluidic-based platform for tumour spheroid cell culture, monitoring and drug screening.” Lab on a Chip 14.12 (2014): 2096-2104.

9，Lim, Wanyoung, and Sungsu Park. “A microfluidic spheroid culture device with a concentration gradient generator for high-throughput screening of drug efficacy.” Molecules 23.12 (2018): 3355.

10，Patra, Bishnubrata, et al. “Drug testing and flow cytometry analysis on a large number of uniform sized tumor spheroids using a microfluidic device.” Scientific reports 6.1 (2016): 1-12.

11，Pampaloni, Francesco, Nariman Ansari, and Ernst HK Stelzer. “High-resolution deep imaging of live cellular spheroids with light-sheet-based fluorescence microscopy.” Cell and tissue research 352.1 (2013): 161-177.

内皮细胞培养(Endothelial Cell Culture)

具有稳定血液动力学力的生物活性细胞单层

● 微流体内皮细胞（Endothelial Cell , EC ）培养

   完整的实验套装，开箱即可开始实验。

● 动态灌注条件

   用于介质分布的层流控制的剪切应力

● 改进的体外模型

   培养条件更接近体内细胞层条件

● 实验套装的多用途

   可用于器官培养、液滴产生、流体循环、多种液体分配、微气泡产生等实验

微流控内皮细胞培养实验套装基于高精度OB1流量控制器和膜生物芯片，包含研究人员用于建立内皮细胞培养物所需的微流体组件，这些内皮细胞培养物具有改进的EC标记蛋白表达和良好的细胞粘附性。该套装凭借微流体芯片尽可能的实现接近体内条件的体外模型的内皮细胞层培养。

微流体内皮细胞培养

基础的微流体内皮细胞培养实验套装包含一个与微流体液体分配阀MUX Distribution12相连的压力通道，其可以在芯片中膜层的两侧播种两种不同类型的细胞，从而可以创建可以用于毒性筛查的更具生理相关性的内皮细胞层。微流体液体分配阀MUX Distribution12可用于轻松的注入FITC-dextran等不同物质，并使用3/2微流体阀选择需要关注的芯片通道。灌注效率将直接与上下通道内部的流速有关。通过多个液体流量传感器MFS或BFS，可以实时测量液体流量。

微流体内皮细胞培养实验套装可以控制应变、剪切应力和压力，以逼近生理上的实际值。因此，使用该套装的实验条件比经典的孔或培养池模式的细胞培养更加重要和有效。

微流体内皮细胞培养实验套装可确保不同组件之间的兼容性，允许您可以立即的快速进行实验，并由独特的图形界面操作软件进行测试，且可用于其他不同的应用项目。

微流体内皮细胞培养实验套装包含的组件：

● OB1 MK3+流量控制器

● 微流体液体分配阀MUX Distribution12

● 微流体循环阀MUX Recirculation--液体介质循环

● 微流体低流量传感器MFS

● 微流体细胞培养芯片（具有错流膜）--膜片上部和下部流体流动

● 若干样品储液池和培养基

● 微流体3/2阀

● 微流体3/2阀的控制器WIRE

● 9孔歧管--用于气体分压，将OB1流量控制器输出的气压分配到多个样品储液池

● 微流体导管和接头

● 图形化操作软件ESI--细胞培养自动化运行

● (如有必要，原代人脐静脉内皮细胞（HUVEC）)

为什么使用微流体进行内皮细胞培养？

首先，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。

其次，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细胞生长条件。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。

ZH，创建人体器官的微流体模型比2D经典模型或动物模型更有效。与传统的技术相比，微流体系统可提供更准确的生理条件。此外，欧盟和公众都在努力减少动物模型的使用。

总之，微流体内皮细胞层允许更灵活、精确和有效的实验来评估药物毒性或病原体对内皮细胞的影响。

血管和内皮细胞微环境的示意图。体外模拟这种复杂的微环境是血管研究的主要挑战[1]。

[1] A. D. Van der Meer, A. A. Poot, M. H. G. Duits, J. Feijen, I. Vermes, “Microfluidic Technology in Vascular Research”, BioMed Research International, vol. 2009, Article ID 823148, 10 pages, 2009.

微流体内皮细胞培养原理

由于血管功能障碍是诸如糖尿病或癌症等主要疾病的重要结果，血管内皮功能障碍是体外研究内皮细胞对各种化学、生物学或物理刺激反应的大量工作[1]。器官芯片是防止药物临床失败并取代经典的2D细胞培养和动物模型测试的非常有前途的领域[2]。科研人员可以在由膜隔开的微流体通道中创建内皮细胞培养模型，以获得具有实际流量、应变、剪切应力和压力的生理相关的生物力学条件[3-4]。这种微流体系统也已用于研究血脑屏障处的内皮细胞，以建立与人类有关的疾病模型[5]。内皮细胞层的渗透性与施加在该层上的切应力的函数关系也已在由膜隔开的两个通道系统中进行了研究[6]。

1. A. D. van der Meer, A. A. Poot, M. H. G. Duits, J. Feijen, I. Vermes, “Microfluidic Technology in Vascular Research”, BioMed Research International, vol. 2009, Article ID 823148, 10 pages, 2009

2. Capulli A. K., Tian K., Mehandru N., Bukhta A., Choudhury S.F., Suchyta M., Parker K.K., Approaching the in vitro clinical trial: engineering organs on chips, Lab Chip, 2014,14, 3181-3186

3. Estrada R., Giridharan G.A., Nguyen M-D, Roussel T-J, Shakeri M, Parichehreh V., Prabhu S.D., and Sethu P., Endothelial Cell Culture Model for Replication of Physiological Profiles of Pressure, Flow, Stretch, and Shear Stress in Vitro, Anal. Chem. 2011, 83, 8, 3170–3177

4. Estrada R., Giridharan G.A., Nguyen M-D, Roussel T-J, Prabhu S.D., and Sethu P., Microfluidic endothelial cell culture model to replicate disturbed flow conditions seen in atherosclerosis susceptible regions, Biomicrofluidics, 5, 032006 (2011)

5. L. M. Griep, F. Wolbers, B. de Wagenaar, P. M. ter Braak, B. B. Weksler, I. A. Romero P. O. Couraud, I. Vermes & A. D. van der Meer, A. van den Berg, BBB ON CHIP: microfluidic platform to mechanically and biochemically modulate blood-brain barrier function, Biomedical Microdevices volume 15, 145–150 (2013)

6. Young E. W. K., Watson M. W. L., Srigunapalan S., Wheeler A. R., Simmons C. A., Technique for Real-Time Measurements of Endothelial Permeability in a Microfluidic Membrane Chip Using Laser-Induced  Fluorescence Detection, Anal. Chem. 2010, 82, 808–816

配置您的微流体内皮细胞培养套装

该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。

微流体内皮细胞培养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。

微流控微液滴系统是微流控芯片领域的一个分支，其采用两种不相溶的流体在微孔道的界面处形成微液滴，微液滴的体积通常在nL - pL范围。微液滴由于具有体积小、无交叉污染、反应快速、装置简单、重复性好、易于精确控制等优点而得到了快速发展，其广泛应用于生物、化学、医学、材料等领域。

液滴微流控系统中两相流流体流动的长时间稳定性、快速响应性及操作的便携性对于微流控微液滴制备来说是必须要考量的一个事项。将两相互不相容的流体稳定而又快速的推进微流控芯片的通道内时需要使用微流控驱动泵比如哈佛注射泵（Harvard pump）、蠕动泵、压力泵（Elveflow OB1 MK3压力泵，Fluigent FlowEZ或MFCS-EZ压力泵）等。当制备的微液滴尺寸小于20μm时，压力驱动泵因其以气体压力驱动的快速性而比注射泵有很明显的优势。除了压力泵响应的快速性外，压力驱动泵还具有很高的压力分辨率、集成度高、操作简便等优势。

对于比较常见的两相流流体制备微流控微液滴来讲，我在此介绍一套微液滴发生器套装—Elveflow Droplet Generation Pack，该套装可满足大部分微液滴制备的需求。下面用该套装制备油包水液滴。

实验装置

该套装产生的油包水液滴的如下图所示。

Elveflow微流控OB1压力控制器/压力泵结合流量传感器制备快速、稳定的油包水液滴视频如下：

微流控液滴的应用
1、高分子合成
2、细胞培养
3、PCR
4、双重微乳液
5、水凝胶合成
6、RNA序列
7、单细胞分析
8、药物输运

该微流控液滴套装主要包含如下3件东西：
1、压力泵控制器/压力泵 OB1 MK3（2 channels - 2 bars）   

2、PDMS微流控芯片

3、2个流量传感器

此外，还包括如下的其他东西：
1、油和表面活性剂 - 20 mL （HFE 7500 +2%活性剂）
2、15 mL储液池，包含储液池的盖帽
3、外径OD 1/32”导管
4、1/4” - 28的适配器
5、Luer locks适配器
6、1/16” OD外径的FEP微流控套管
7、压力源快速连接套装
8、气动聚氨酯（PU）柔性管
9、ESI Elveflow软件

Elveflow OB1微流控压力控制器/压力泵因其出色的性能而被用于如下微液滴制备的论文中
1、D. Weitz et al., Macromolecular Journal, High-Throughput Step Emulsification for the Production of Functional Materials Using a Glass Microfluidic Device
2、A. J. deMello et al., Lab on a Chip, Nov 2015, Controllable generation and encapsulation of alginate fibers using droplet-based microfluidics
3、G. Whyte et al., Scientific Reports, Sept 2017, Image-based closed-loop feedback for highly mono-dispersed microdroplet production
4、Say Hwa Tan et al., Analytical Chemistry, Feb 2017, Negative Pressure Induced Droplet Generationin a Microfluidic Flow-focusing Device
上述OB1 MK3制备油包水微流控液滴的详细介绍也可以参见Elveflow公司的如下链接：

Droplet pack - Easy Generation

更加详细的内容介绍，请查看如下链接：http://blog.sina.com.cn/fangdzxx

也可以随时关注我们的微信公众号：信号测量与微流控系统

利用微流控技术在微流控芯片通道内进行实时的细胞培养对很多生物学、医学等领域的工作人员来讲是一个重大的挑战和机会，通过该技术可以大规模的降低实验耗材消耗，提高实验转化效率，模拟实际生物环境下的细胞生长行为等。在科学研究和工业应用中，活细胞成像的细胞培养都具有较大的应用前途，那么现在有没有一款或一套合适的仪器来做细胞培养实验呢？答案是有的，Elveflow微流控灌注套装（Perfusion Pack）结合ALine公司的Microslides便可以完成细胞培养实验。

Elveflow微流控OB1压力控制器的详细介绍：Elveflow微流控压力泵/压力控制器OB1（四通道）简要介绍

更加详细的内容介绍，请查看如下链接：http://blog.sina.com.cn/fangdzxx

也可以随时关注我们的微信公众号：信号测量与微流控系统

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。

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。

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？

首先，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。

其次，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。

ZH，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。

总之，药物毒性或病原体对肠道的影响可通过在微流控肠芯片的细胞培养的更灵活、精确和有效的实验来进行评估。

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，该剪切应力模拟最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。

• 单分散和单层囊泡

      自下而上构建仿生结构的方法

• 自动化人工细胞合成

      研究活细胞的结构和功能，以开发新的疗法和对生命气源的理解。

• 良好的单分散性和可重复性

      微流控技术比电形成或其他人工细胞合成方法提供了更好的控制

• 高度定制

      该套装可结合具体的需求而进行深度定制

• 多用途性

     可应用于合成单重乳液滴、双重乳液滴和多重乳液滴。

Artificial cell synthesis production principle picture by AI et al. (2019), artificial and natural cell comparison by Trantidou et al. (2017), liposome production with octanol by Deshpande et al. (2016)

优势和特点

用于人工细胞、原细胞和GUVS制备的微流控套装

人造细胞的创建是研究人员研究生命气源或制造用于诊断或药物输送等前瞻性应用的合成构件的热门话题。微流体具有更好的可重复性、单分散性、囊泡大小可控、封装效率和膜均匀性等优势，使其成为制造人工细胞的最有效方法。

Elveflow人工细胞液滴微流控套装包含带有流量传感器的OB1压力流量控制器，用于连续液体流量的驱动控制，您可以将其与已有的微流控芯片（或自己加工的芯片）或其他双乳液滴芯片结合使用。该套装可根据具体的需求进行高度定制。此外，借助开源的SDK文件库，Elveflow 智能软件可以轻松的与其他仪器集成在一起。该套装可应用于制备不同类型的人造细胞，包括巨型单层囊泡（GUV）或单重/双重乳液滴。

Elveflow人工细胞液滴微流控套装可以帮助您轻松制备模拟细胞功能的囊泡，使人造细胞更加容易分析和控制，并且可以设计成比天然细胞更容易维护的特定变量和参数。该套装非常适合获得单分散和稳定的仿生细胞样双层结构。使用Elveflow ESI软件的Sequencer自动化序列功能可以提高合成的效率、重现性和优化样品的使用。

Elveflow OB1 MK3+压力流量控制器提供完全无脉冲和快速响应的流体流量控制，与流量传感器MFS或BFS相结合时，实现稳定的恒定流量驱动控制。与注射泵和蠕动泵相比，OB1恒压泵具有更快的响应速度和稳定性。

人造细胞/人工细胞的形成归因于微流控芯片内部的两个连接点，允许产生水包油包水（W/O/W）结构的乳液滴。油包水（W/O）液滴已经可以被视为一种人造细胞，但作为连续相的油缺乏生物相容性。因此，双乳液滴为解决人造细胞的合成提供了一个便利的合成方法。合成双乳液滴，可以采用PDMS芯片、塑料芯片、玻璃芯片或者同轴毛细管芯片等。

获得人工细胞的一个关键步骤是通过改变材料的表面特性使微流控芯片的不同区域具有亲水特性或者疏水特性。有关通道表面的亲水或疏水改性的处理，请随时联系我们咨询。

Elveflow人造细胞液滴微流控套装包含几个主要的仪器组件，每个组件都与其他组件相兼容。连接示意图如下图所示。

Elveflow人造细胞液滴微流控套装包含的组件

1）三通道可编程微流体恒压泵OB1 MK3+（量程从0到2000 mabr）

2）3个液体流量传感器

3）3个样品储液池

4）接头导管配件套装一套

5）ESI图形界面操作软件

6）用户使用手册

7）微流体1032塑料芯片2个（可选）

微流控人工细胞

使用脂质囊泡产生原始细胞来研究生命的气源或产生能够模仿天然细胞的某些功能的人造细胞来研究它们的特性和动态行为是过去几年中最新的一个动态的研究课题。天然细胞的全部复杂性仍有待用自下而上的方法完全模拟[1]。挑战在于复制含有受体的细胞膜，这些受体可以交流、移动和感知局部的环境。细胞内部含有遗传物质和酶，这些酶负责细胞的一些过程，例如复制、蛋白质合成和代谢或与生长相关的过程[2]。

有几种微流控方法来制备人造细胞。巨型单层囊泡（GUV）是由直径大于10μm的脂质双层膜（或脂质体）形成的胶囊，与细胞膜具有高度的相似性，可用作制造人造细胞的隔室[3]。已经表明，GUV可用于封装蛋白质、DNA和RNA[4]。与批量方法相比，微流体是制备具有改进囊泡尺寸的一致性、膜均匀性、封装效率和通量的人工细胞的较好方法。几种常见的微流控方法已被用于在具有双乳液滴合成的微流控芯片中制备GUV[5-8]。

蛋白质可以结合到巨大的单细胞囊泡双层膜中，以模拟细胞功能，包括疾病的发展、新陈代谢和体内平衡[9]。可以通过改变用于制备人造细胞的脂质或脂质混合物的组成来调整膜的组成[10]。

人工细胞可以稳定一个多月[11-12]。

使用微流控技术对于在人造细胞中创建人造细胞器也非常有用[13-14]。您还可以阅读我们基于Staufer等人的文章，使用自下而上的生物学对合成细胞器的简短评论[15]。

On-chip production of liposomes from Deshpande et al. [16]

[1] Walde, P. (2010), Building artificial cells and protocell models: Experimental approaches with lipid vesicles. Bioessays, 32: 296-303.

[2] Martino Chiara and deMello Andrew J. 2016 Droplet-based microfluidics for artificial cell generation: a brief review Interface Focus.

[3] Sato, Y.; Takinoue, M. Creation of Artificial Cell-Like Structures Promoted by Microfluidics Technologies. Micromachines 2019, 10, 216.

[4] Yu B, Lee RJ, Lee LJ. 2009 Microfluidic methods for production of liposomes. Methods Enzymol. 465, 129–141.

[5] Petit, Julien, et al. “Vesicles-on-a-chip: A universal microfluidic platform for the assembly of liposomes and polymersomes.” The European Physical Journal E 39.6 (2016): 1-6.

[6] Deshpande, S.; Caspi, Y.; Meijering, A.E.; Dekker, C. Octanol-assisted liposome assembly on chip. Nat. Commun. 2016, 7, 10447.

[7] Arriaga, Laura R., et al. “Ultrathin shell double emulsion templated giant unilamellar lipid vesicles with controlled microdomain formation.” small 10.5 (2014): 950-956.

[8] Van Swaay D, deMello A. 2013Microfluidic methods for forming liposomes. Lab Chip 13, 752–767.

[9] Kamiya, K. Development of Artificial Cell Models Using Microfluidic Technology and Synthetic Biology. Micromachines 2020, 11, 559

[10] M. Komiya, M. Kato, D. Tadaki, T. Ma, H. Yamamoto, R. Tero, Y. Tozawa, M. Niwano, A. Hirano-Iwata, Chem. Rec. 2020, 20, 730.

[11] Osaki, Toshihisa, and Shoji Takeuchi. “Artificial cell membrane systems for biosensing applications.” Analytical chemistry 89.1 (2017): 216-231.

[12] Martino, Chiara, et al. “Protein expression, aggregation, and triggered release from polymersomes as artificial cell‐like structures.” Angewandte Chemie 124.26 (2012): 6522-6526.

[13] Masamune Morita, Dr, Kaoru Katoh, and Naohiro Noda. “Direct observation of bacterial growth in giant unilamellar vesicles: a novel tool for bacterial cultures.” ChemistryOpen 7.11 (2018): 845.

[14] Yamashita, Hitoyoshi, et al. “Generation of monodisperse cell-sized microdroplets using a centrifuge-based axisymmetric co-flowing microfluidic device.” Journal of bioscience and bioengineering 119.4 (2015): 492-495.

[15] Staufer, O., Schröter, M., Platzman, I., Spatz, J. P., Bottom-Up Assembly of Functional Intracellular Synthetic Organelles by Droplet-Based Microfluidics. Small 2020, 16, 1906424.

[16] Deshpande, S., Caspi, Y., Meijering, A. et al. Octanol-assisted liposome assembly on chip. Nat Commun 7, 10447 (2016).

定制您的人造细胞液滴微流控套装

微流体1032液滴芯片发生器可用于制备GUV在内的双乳液滴，该芯片的材质是PC和COC。具体结构图如下图所示。

此外，Elveflow提供各种不同的样品储液池、流量传感器、气泡检测器和除泡器或其他微流体相关的仪器，以帮助您快速的搭建微流体实验平台。借助免费提供的C++、MATLAB、Python和LabVIEW库文件，可以重构新的操作界面GUI，以实现微流体实验平台的自动化控制和参数设置。

我们还提供基于细胞生物学的微流体套装如细胞大小分选套装、血脑屏障芯片套装、浓度梯度芯片套装/微流体趋化性实验套装等。

微流控起始入门套装包含微流体实验需要的所有组件，可以满足您立即开始您的微流体控制实验。该起始套装基于Elveflow的OB1压力&真空流量控制且易于使用，满足70%的微流体研究人员的需求。此外，微流控起始套装与Elveflow其他产品如低流量流量计MFS/BFS、流体切换阀等完全兼容，满足您特定实验需求而逐步升级。

微流控起始套装中的压力驱动泵OB1是当前一款基于压电技术的流量控制器，主要优点是消除了任何流量振荡，并实现了非常快速的流量变化，同时保持了极其稳定的状态。

从简单的单通道微流体流动到多通道液滴实验，微流控起始套装均可满足这些应用需求。整个系统由功能强大的ESI操作软件控制，该软件可让您轻松设置压力并监控实验，甚至可以全自动运行实验。

微流控起始套装包含的组件
（1）4通道微流体压力&真空流量控制器

（2）4个15mL样品储液池

（3）所有必需的配件：PTFE导管、接头连接器、过滤器等
       

（4）图形界面操作软件ESI
       

基本示例：微流控芯片的液体注入

为什么要使用微流控技术？
微流体学是处理和控制流体的科学，流体体积通常在微升到皮微升的范围内。微流控技术为多个学科的许多不同的应用领域带来了很多益处，例如：
—样品和试剂消耗极低
—高度可重复性
—较大限度的控制实验条件（温度、混合、压力等）
—易于自动化
—连续过程控制

适用于所有Elveflow仪器的免费软件
——强大、模块化和多功能的实验装置控制的解决方案

ESI操作软件可以通过同一个接口控制多达16台仪器。借助TTL触发器，您可以将Elveflow系统与实验室中使用的任何其他仪器（光学显微镜或任何电子仪器等）同步。Scheduler是一种用户友好的使用工具，可自动执行实验和方案的复杂步骤，节省您的宝贵时间。

体积注入模块
 

输入目标液体体积，该模块将在合适的时间自动调整流速以将液体注入。

流体系统优化模块
 

微流体实验系统路径的自动诊断功能，并给出改善建议，从而提高实验系统的流体流动性。

气泡检测模块
 

不再经受气泡的危害了！

传感器校准模块
 

在校准协议过程中，不要浪费宝贵的时间。

微流控起始套装可升级选项
直接控制液体流量

通过添加Elveflow的流量传感器MFS或BFS，您可以在ESI软件上从压力控制切换到流量控制。这些流量传感器与ESI软件及其内置的反馈回路控制相结合，可以实时监控液体的流量。此外，您还可以设定一个流量值，利用反馈控制回路，您的系统将通过调节系统压力来快速准确地达到所设定的流量。

升级您的OB1流量控制器

OB1流量控制器是一款功能强大的仪器，可以根据您的需求量身定制。我们提供从-900mbar到8000mbar的不同压力通道，用于真空和/或压力的输出控制。您后续可以根据实验目标而升级OB1流量控制的通道。

添加芯片以制备液滴、细胞包裹等

Elveflow提供了针对特定应用而设计的各种芯片，例如液滴发生器、流动聚焦芯片、细胞包裹芯片等。

相关资源

• Microfluidics and microfluidic devices [Review]

• A general overview of microfluidics [Review]

• Digital microfluidics: microfluidic droplets &      emulsion science [Review]

●快速合成纳米颗粒/纳米脂质体

  高通量、单分散性和重复性

●简单可用的微流控系统

  开箱即用、设置实验装置，然后开始实验

●生物医学应用

  合成用于药物输送的PLGA纳米颗粒

●套装的多用途性

  通过更换微流控芯片可实现不同的实验项目如单乳液滴产生、纳米脂质体、细胞培养等

微流体纳米颗粒合成套装包括用于合成具有良好单分散性，高通量和可重现性的纳米颗粒的所有微流体组件包含高精密压力控制器和芯片。该套装可用于合成单分散直径小于200 μm的PLGA纳米颗粒。通过更换不同规格的微流控芯片，同时保持微流控设备不变，您还可以合成单分散直径更小如10 nm的纳米颗粒。

基于快速准确的OB1流量控制器和鞘液流微流控芯片，与传统的实验宏观实验相比，该套装解决方案缩短了纳米颗粒的合成时间和减少了试剂消耗。

微流体纳米粒子合成

标准的微流控纳米颗粒合成套装包含两通道压力控制器OB1 MK3+，压力通道泵送利用微流体动力流聚焦来实现纳米颗粒合成过程中所需的两种化学溶液。该鞘流纳米颗粒合成允许受控的纳米沉淀。流体反应的稳定性和动力学直接取决于微流体通道中的每种流体流速。

通过多个低流量传感器MFS或BFS，可以测量和调节管路中的液体流量。OB1 MK3+流量控制器是鞘流聚焦的ZJ解决方案，因为它是完全无脉冲的，而对于标准的广泛使用的注射泵却具有很大的脉冲流动。

微流控纳米沉淀技术可以实现良好的通量、单分散性以及可调的粒径，并且通常可以更好地控制纳米颗粒的合成。有关更多信息，请阅读我们对微流体中纳米颗粒合成的评论（https://www.elveflow.com/microfluidic-reviews/general-microfluidics/microfluidic-nanoparticle-synthesis-short-review/），或PLGA纳米沉淀的评论（https://www.elveflow.com/microfluidic-reviews/general-microfluidics/microfluidics-for-plga-nanoparticle-synthesis-a-review/）。

多功能套装可确保不同组件之间的具有良好的兼容性，允许即插即用的方法，由单个定制化软件控制，并可用于其他不同的实验。该微流控纳米颗粒合成套装既适合初学者，也适合专家用户。

微流控纳米颗粒合成套装包含：

1、OB1 MK3+流量控制器

2、2个MFS流量传感器

3、2个储液池

4、1个微流控芯片

5、所需配件：PTFE导管、过滤器、接头连接器等

6、ESI操作软件

为什么使用微流体产生纳米颗粒？

由于可精细调节微流体的流动性，使用微流体技术合成纳米颗粒是降低纳米颗粒直径分散性的好方法。非常快的动力学对于例如合成聚合物纳米颗粒的结晶和沉淀过程也是非常重要的。

此外，微流体技术是减少纳米颗粒合成所需的潜在有价值样品的一种方法。

总而言之，就时间、产率和分散性而言，使用微流体技术合成纳米颗粒比宏观的传统实验合成更加有效。由于微流控芯片已经小型化，因此，可以在更复杂的实验平台中实施纳米粒子合成组分，以执行复杂且多功能的集成过程。

PLGA纳米粒子：（A）在PEG修饰的PLGA纳米粒子中化学偶联或化学ZL剂的简单封装。（B）PLGA纳米粒子的TEM图。Scale bar: 100 nm [1]

[1] Banerjee D, Harfouche R, Sengupta S. Nanotechnology-mediated targeting of tumor angiogenesis. Vasc Cell. 2011 Jan 31, 3(1), 3

应用

微流体鞘液连续流动纳米沉淀原理

已经显示，微流体技术对于合成具有可调形状和尺寸的有机和无机纳米粒子特别有用[1]。您可以使用微流控纳米颗粒合成套装实现“自下而上”的纳米颗粒合成方法，该方法通常包括三个阶段：由聚合单体组成的纳米颗粒成核，通过更多单体的聚集而使核生长并ZZ达到平衡[2-3]。与传统的宏观实验合成相比，微流体合成纳米颗粒具有更好的产率和更好的可调节性[4]。

以PLGA纳米沉淀为例，PLGA单体溶解在有机溶剂中，并芯片的中间通道。与表面活性剂混合的水溶液注入到芯片的鞘流通道中，以聚焦PLGA流体流。通过扩散形成浓度梯度和PLGA纳米颗粒沉淀，因为PLGA分子不溶于水[5]。

还已经使用微流控技术合成了其他纳米颗粒，例如用于表面等离子共振（SPR）的金属纳米颗粒[6]和 聚二乙炔纳米颗粒[7]。

1. Ma, J., et al., Controllable synthesis of functional nanoparticles by microfluidic platforms for     biomedical applications – a review. Lab Chip, 2017. 17(2): p. 209-226.

2. Karnik, R., et al., Microfluidic platform for controlled synthesis of polymeric nanoparticles. Nano     Lett, 2008. 8(9): p. 2906-12.

3. Lababidi, N., Sigal, V., Koenneke, A., Schwarzkopf, K., Manz, A., & Schneider, M. (2019).     Microfluidics as tool to prepare size-tunable PLGA nanoparticles with     high curcumin encapsulation for efficient mucus penetration. Beilstein Journal of Nanotechnology, 10, 2280–2293.

4. Visaveliya, N. and J.M. Köhler, Single-step microfluidic synthesis of various nonspherical polymer nanoparticles via in situ assembling: dominating role of     polyelectrolytes molecules. ACS Appl Mater Interfaces, 2014. 6(14): p. 11254-64.

5. Donno, R., Gennari, A., Lallana, E., De La Rosa, J. M. R., D’Arcy, R., Treacher, K., Hill, K., Ashford, M., & Tirelli, N. (2017). Nanomanufacturing through microfluidic-   assisted nanoprecipitation: Advanced analytics and structure-activity relationships. International Journal of Pharmaceutics, 534(1–2), 97–107.

6. Boken, J., D. Kumar, and S. Dalela, Synthesis of Nanoparticles for Plasmonics Applications: A Microfluidic Approach. Synthesis and Reactivity in Inorganic, Metal-   Organic, and Nano-Metal Chemistry, 2015. 45(8): p. 1211-1223.

7. Baek, S., et al., Nanoscale diameter control of sensory polydiacetylene nanoparticles on microfluidic chip for enhanced fluorescence signal. Sensors and Actuators    B: Chemical, 2016. 230: p. 623-629.

配置您的微流体纳米颗粒和纳米脂质体产生套装

微流控纳米颗粒/纳米脂质体合成套装是高度可定制的，可以采用不同的微流控芯片合成不同规格的纳米颗粒或纳米脂质体。例如，微流控芯片合成后的流体通道更长或有更大的反应空间。

鞘液流芯片的材质有PMMA或COP两种材料，这两种材料都是光学透明的，并且与大多数的纳米颗粒合成协议相兼容。

此外，如果需要用到负压的流体控制，您可以在现有的套装设备里面升级您的流量控制器OB1，将其升级到OB1 DUAL正压和负压功能，同时您还可以选择不同规格的储液池如从1.5 mL Eppendorf管到100 mL玻璃瓶。当然，您还可以选择科式流量传感器BFS来代替MFS，以进一步改善流量控制。

微流控人字形玻璃混合芯片

人字型混合器玻璃芯片是一种可用于通过人字形通道进行ZJ混合液体的有用工具。采用1/4-28UNF螺纹端口和对应的接头，可允许您在一秒钟内将该芯片连接到您的实验装置！

该通用型玻璃芯片通过减少扩散所需的长度并增加溶质在流体之间传输的可能性，从而提供了一种快速混合两种流体的方法。

这种人字形芯片使用方便、经济可靠，可应用于您的所有实验：

● 高强度光学透明玻璃

● 标准显微镜载玻片尺寸（25×75 mm）

● 标准1/4-28UNF螺纹端口

● 易于处理

● 只需使用1/4-28UNF接头配件（可用于外径1/16英寸的导管）将芯片连接到您的装置即可。

工作原理与应用

人字形混合器通过诱导混沌流的形成，在低雷诺数条件下显示加速混合。

人字形混合器芯片微通道底部具有不对称的人字形凹槽的特定图案，该凹槽能够产生螺旋流和用于混合两种液体的混乱搅拌。

流经微通道的流体的混合具有很多的应用，例如化学反应中所用试剂溶液的均质化。

最近，这种人字形混合器芯片已经在脂质体（封闭的磷脂囊泡）的产生中取得了重要的进步。Cheung等人（Int J Pharma 2019）确实首次报道了使用人字形混合器芯片产生稳定且均匀的（100 nm）聚乙二醇化脂质体。他们研究了不同配方（水溶液、初始脂质浓度、脂质成分和组分）和工艺参数的影响。

与其他微流控设备相比，该混合器芯片显示出更高的通量，更快的混合和更小的洗脱。

人字形玻璃混合芯片的规格参数

宽度和长度：25 ×75 mm

通道深度：0.08 mm

通道宽度：0.1到0.5 mm

体积：3.3 μL

混合体积：0.47 μL

混合长度：28.7 mm

材质：玻璃

连接器：1/4-28接头

在混合部分，有6个混合元件（人字形）形成一个块（半个循环）和30个块，因此，总共有15个完整循环。该混合芯片在1到3bar的压力进行了测试，但也进行了少量的10bar压力测试。

● 人字形的两个臂是通道尺寸（200 μm）的1/3到2/3

● 人字形之间的距离是50 μm

● 每个混合元件的宽度是50 μm，高度是30 μm

参考论文

Calvin C.L.Cheung, Wafa T.Al-Jamal. Sterically stabilized liposomes production using staggered herringbone micromixer: Effect of lipid composition and PEG-lipid content. International Journal of Pharmaceutics, Volume 566, 20 July 2019, Pages 687-696. PDF版下载 here

您可以根据具体的实验项目单独定制纳米颗粒或纳米脂质体合成芯片，其他设备无需变动，可持续使用。

在微流控实验领域，压力驱动进样的压力泵/压力控制器因采用传感器测量方式而具有较高的压力分辨率和快速响应性，这些压力控制器由于外形体积小，故无法把操作按钮直接做在物理外壳上，而是采用电脑端的软件操作控制模式。也就是说在PC端安装操作软件，然后通过USB线连接压力控制器和PC来实现数据通信，由此便可通过PC端的操作软件实现压力控制器物理端的控制。

Elveflow微流控产品的智能界面控制软件ESI（Elveflow Smart Interface）可通过几次点击来直观的控制微流控仪器。由于采用了调度程序（scheduler），ESI可以方便的执行微流控实验的基本控制和复杂任务控制。

ESI微流控软件可以轻松实现许多应用比如连续流流体的产生、体积计量、动态流动剖面的生成、光流体控制等等。

ESI微流控软件的特色和优势

1、易于流量控制

ESI微流控软件流量控制直观界面允许用户友好的控制Elveflow的全部仪器。结合微流体流量传感器，其会成为用户友好的强大的流量控制器。

使用预定义模式可创建、监控和修改实时复杂的压力和流速曲线如正弦、方波、三角波、斜波或锯齿...或者是导入您的自定义曲线。

2、保存仪器配置

创建仪器实验参数配置并保存和调用这些配置。使用仪器参数配置可以从一种仪器状态切换到另一种仪器状态。

播放/暂停按钮允许用户编辑不同的通道，同时保持控制器的当前状态并同时考虑修改。

3、自动化您的实验

Scheduler提供了一种用户友好的方式来自动执行复杂的任务。

您可以创建或编辑仪器参数配置，控制实验时间，设置仪器触发。使用循环（for）和条件（if）语句来构建复杂的任务。

可以以.txt格式加载序列。

4、使用传感器来表征您的实验

ESI微流控软件可以表征您的实验（流量、压力、电平...）。MSR（Microfluidic Sensor Reader）或OB1可以读取传感器的输出。

您还可以使用我们的自定义传感器选项从任何传感器获取信息。

这些传感工具可以用来控制我们的压力控制器。

ESI微流控软件：一种旨在一次控制所有仪器的软件

该软件可通过同一接口控制多达16台仪器。结合我们的National Instrument DAQ，其可以实现仪器之间的wan美同步。

ESI微流控软件提供了直观的界面，增强了从一台仪器到另一台仪器的导航。几分钟内熟悉该软件后，便可以利用我们强大的硬件。

Elveflow还提供了标准开发套件SDK，使用C++，Python，MATLAB或LabVIEW代码可以控制我们的仪器。SDK套件中提供了文档和示例程序。

使用阀来控制微流体通路
使用我们的阀系统和ESI微流控软件只需点击几下便可轻松的控制微流体通路。

为此，Elveflow开发了一个适合我们几个阀门的直接操作界面。

通过界面上的配置，您只需单击一次便可从一种阀门配置切换到另一种阀门配置。

可视化和保存数据—100Hz采集

以用户定义的时间间隔来记录任何数据，Z高可达100Hz。所记录的数据是存储文件，可以在您选择的应用中保存和分析。

数据可以被连续保存以优化计算机的活动内存以便进行长期实验。

使用图表显示实时数据（压力，流量...）

控制注射体积
精密压力调节器，流量传感器和ESI微流控软件（通过集成模块）的组合可实现精确的液体流量注入。

软件开发套件SDK

我们的软件包允许开发人员将Elveflow系统集成到他们自己的程序中。这些库可以快速轻松地将我们的仪器集成到您的实验程序中。

我们提供了以下库（包含文档和示例代码）：

ESI微流控软件性能

为了优化USB的使用并提供高性能数据采集，我们的合作伙伴National Instruments创建了NI信号流技术。信号流（Signal Streaming）结合了三种创新的硬件和软件级设计元素，可通过USB实现持续的高速和双向数据流。

同步 - 触发

使用TTL连接器触发和同步Elveflow系统和您实验室中使用的任何其他仪器（显微镜或任何电子仪器...）。

适用于Windows系统

Elveflow微流控智能界面软件 ESI视频介绍

●GX合成纳米颗粒/纳米脂质体

  高通量、单分散性和重复性

●简单可用的微流控系统

  开箱即用、设置实验装置，然后开始实验

●生物医学应用

  合成用于药物输送的PLGA纳米颗粒

●套装的多用途性

  通过更换微流控芯片可实现不同的实验项目如单乳液滴产生、纳米脂质体、细胞培养等

微流体纳米颗粒合成套装包括用于合成具有良好单分散性，高通量和可重现性的纳米颗粒的所有微流体组件包含高精密压力控制器和芯片。该套装可用于合成单分散直径小于200 μm的PLGA纳米颗粒。通过更换不同规格的微流控芯片，同时保持微流控设备不变，您还可以合成单分散直径更小如10 nm的纳米颗粒。

基于快速准确的OB1流量控制器和鞘液流微流控芯片，与传统的实验宏观实验相比，该套装解决方案缩短了纳米颗粒的合成时间和减少了试剂消耗。

微流体纳米粒子合成

标准的微流控纳米颗粒合成套装包含两通道压力控制器OB1 MK3+，压力通道泵送利用微流体动力流聚焦来实现纳米颗粒合成过程中所需的两种化学溶液。该鞘流纳米颗粒合成允许受控的纳米沉淀。流体反应的稳定性和动力学直接取决于微流体通道中的每种流体流速。

通过多个低流量传感器MFS或BFS，可以测量和调节管路中的液体流量。OB1 MK3+流量控制器是鞘流聚焦的ZJ解决方案，因为它是完全无脉冲的，而对于标准的广泛使用的注射泵却具有很大的脉冲流动。

微流控纳米沉淀技术可以实现良好的通量、单分散性以及可调的粒径，并且通常可以更好地控制纳米颗粒的合成。有关更多信息，请阅读我们对微流体中纳米颗粒合成的评论（https://www.elveflow.com/microfluidic-reviews/general-microfluidics/microfluidic-nanoparticle-synthesis-short-review/），或PLGA纳米沉淀的评论（https://www.elveflow.com/microfluidic-reviews/general-microfluidics/microfluidics-for-plga-nanoparticle-synthesis-a-review/）。

多功能套装可确保不同组件之间的具有良好的兼容性，允许即插即用的方法，由单个定制化软件控制，并可用于其他不同的实验。该微流控纳米颗粒合成套装既适合初学者，也适合专家用户。

微流控纳米颗粒合成套装包含：

1、OB1 MK3+流量控制器

2、2个MFS流量传感器

3、2个储液池

4、1个微流控芯片

5、所需配件：PTFE导管、过滤器、接头连接器等

6、ESI操作软件

为什么使用微流体产生纳米颗粒？

由于可精细调节微流体的流动性，使用微流体技术合成纳米颗粒是降低纳米颗粒直径分散性的好方法。非常快的动力学对于例如合成聚合物纳米颗粒的结晶和沉淀过程也是非常重要的。

此外，微流体技术是减少纳米颗粒合成所需的潜在有价值样品的一种方法。

总而言之，就时间、产率和分散性而言，使用微流体技术合成纳米颗粒比宏观的传统实验合成更加有效。由于微流控芯片已经小型化，因此，可以在更复杂的实验平台中实施纳米粒子合成组分，以执行复杂且多功能的集成过程。

PLGA纳米粒子：（A）在PEG修饰的PLGA纳米粒子中化学偶联或化学ZL剂的简单封装。（B）PLGA纳米粒子的TEM图。Scale bar: 100 nm [1]

[1] Banerjee D, Harfouche R, Sengupta S. Nanotechnology-mediated targeting of tumor angiogenesis. Vasc Cell. 2011 Jan 31, 3(1), 3

应用

微流体鞘液连续流动纳米沉淀原理

已经显示，微流体技术对于合成具有可调形状和尺寸的有机和无机纳米粒子特别有用[1]。您可以使用微流控纳米颗粒合成套装实现“自下而上”的纳米颗粒合成方法，该方法通常包括三个阶段：由聚合单体组成的纳米颗粒成核，通过更多单体的聚集而使核生长并ZZ达到平衡[2-3]。与传统的宏观实验合成相比，微流体合成纳米颗粒具有更好的产率和更好的可调节性[4]。

以PLGA纳米沉淀为例，PLGA单体溶解在有机溶剂中，并芯片的中间通道。与表面活性剂混合的水溶液注入到芯片的鞘流通道中，以聚焦PLGA流体流。通过扩散形成浓度梯度和PLGA纳米颗粒沉淀，因为PLGA分子不溶于水[5]。

还已经使用微流控技术合成了其他纳米颗粒，例如用于表面等离子共振（SPR）的金属纳米颗粒[6]和 聚二乙炔纳米颗粒[7]。

1. Ma, J., et al., Controllable synthesis of functional nanoparticles by microfluidic platforms for     biomedical applications – a review. Lab Chip, 2017. 17(2): p. 209-226.

2. Karnik, R., et al., Microfluidic platform for controlled synthesis of polymeric nanoparticles. Nano     Lett, 2008. 8(9): p. 2906-12.

3. Lababidi, N., Sigal, V., Koenneke, A., Schwarzkopf, K., Manz, A., & Schneider, M. (2019).     Microfluidics as tool to prepare size-tunable PLGA nanoparticles with     high curcumin encapsulation for efficient mucus penetration. Beilstein Journal of Nanotechnology, 10, 2280–2293.

4. Visaveliya, N. and J.M. Köhler, Single-step microfluidic synthesis of various nonspherical polymer nanoparticles via in situ assembling: dominating role of     polyelectrolytes molecules. ACS Appl Mater Interfaces, 2014. 6(14): p. 11254-64.

5. Donno, R., Gennari, A., Lallana, E., De La Rosa, J. M. R., D’Arcy, R., Treacher, K., Hill, K., Ashford, M., & Tirelli, N. (2017). Nanomanufacturing through microfluidic-   assisted nanoprecipitation: Advanced analytics and structure-activity relationships. International Journal of Pharmaceutics, 534(1–2), 97–107.

6. Boken, J., D. Kumar, and S. Dalela, Synthesis of Nanoparticles for Plasmonics Applications: A Microfluidic Approach. Synthesis and Reactivity in Inorganic, Metal-   Organic, and Nano-Metal Chemistry, 2015. 45(8): p. 1211-1223.

7. Baek, S., et al., Nanoscale diameter control of sensory polydiacetylene nanoparticles on microfluidic chip for enhanced fluorescence signal. Sensors and Actuators    B: Chemical, 2016. 230: p. 623-629.

配置您的微流体纳米颗粒和纳米脂质体产生套装

微流控纳米颗粒/纳米脂质体合成套装是高度可定制的，可以采用不同的微流控芯片合成不同规格的纳米颗粒或纳米脂质体。例如，微流控芯片合成后的流体通道更长或有更大的反应空间。

鞘液流芯片的材质有PMMA或COP两种材料，这两种材料都是光学透明的，并且与大多数的纳米颗粒合成协议相兼容。

此外，如果需要用到负压的流体控制，您可以在现有的套装设备里面升级您的流量控制器OB1，将其升级到OB1 DUAL正压和负压功能，同时您还可以选择不同规格的储液池如从1.5 mL Eppendorf管到100 mL玻璃瓶。当然，您还可以选择科式流量传感器BFS来代替MFS，以进一步改善流量控制。

微流控人字形玻璃混合芯片

人字型混合器玻璃芯片是一种可用于通过人字形通道进行ZJ混合液体的有用工具。采用1/4-28UNF螺纹端口和对应的接头，可允许您在一秒钟内将该芯片连接到您的实验装置！

该通用型玻璃芯片通过减少扩散所需的长度并增加溶质在流体之间传输的可能性，从而提供了一种快速混合两种流体的方法。

这种人字形芯片使用方便、经济可靠，可应用于您的所有实验：

● 高强度光学透明玻璃

● 标准显微镜载玻片尺寸（25×75 mm）

● 标准1/4-28UNF螺纹端口

● 易于处理

● 只需使用1/4-28UNF接头配件（可用于外径1/16英寸的导管）将芯片连接到您的装置即可。

工作原理与应用

人字形混合器通过诱导混沌流的形成，在低雷诺数条件下显示加速混合。

人字形混合器芯片微通道底部具有不对称的人字形凹槽的特定图案，该凹槽能够产生螺旋流和用于混合两种液体的混乱搅拌。

流经微通道的流体的混合具有很多的应用，例如化学反应中所用试剂溶液的均质化。

最近，这种人字形混合器芯片已经在脂质体（封闭的磷脂囊泡）的产生中取得了重要的进步。Cheung等人（Int J Pharma 2019）确实首次报道了使用人字形混合器芯片产生稳定且均匀的（100 nm）聚乙二醇化脂质体。他们研究了不同配方（水溶液、初始脂质浓度、脂质成分和组分）和工艺参数的影响。

与其他微流控设备相比，该混合器芯片显示出更高的通量，更快的混合和更小的洗脱。

人字形玻璃混合芯片的规格参数

宽度和长度：25 ×75 mm

通道深度：0.08 mm

通道宽度：0.1到0.5 mm

体积：3.3 μL

混合体积：0.47 μL

混合长度：28.7 mm

材质：玻璃

连接器：1/4-28接头

在混合部分，有6个混合元件（人字形）形成一个块（半个循环）和30个块，因此，总共有15个完整循环。该混合芯片在1到3bar的压力进行了测试，但也进行了少量的10bar压力测试。

● 人字形的两个臂是通道尺寸（200 μm）的1/3到2/3

● 人字形之间的距离是50 μm

● 每个混合元件的宽度是50 μm，高度是30 μm

参考论文

Calvin C.L.Cheung, Wafa T.Al-Jamal. Sterically stabilized liposomes production using staggered herringbone micromixer: Effect of lipid composition and PEG-lipid content. International Journal of Pharmaceutics, Volume 566, 20 July 2019, Pages 687-696. PDF版下载 here

您可以根据具体的实验项目单独定制纳米颗粒或纳米脂质体合成芯片，其他设备无需变动，可持续使用。

利用微流控技术在微流控芯片通道内进行实时的细胞培养对很多生物学、医学等领域的工作人员来讲是一个重大的挑战和机会，通过该技术可以大规模的降低实验耗材消耗，提高实验转化效率，模拟实际生物环境下的细胞生长行为等。在科学研究和工业应用中，活细胞成像的细胞培养都具有较大的应用前途，那么现在有没有一款或一套合适的仪器来做细胞培养实验呢？答案是有的，Elveflow微流控灌注套装（Perfusion Pack）结合ALine公司的Microslides便可以完成细胞培养实验。

（1）多种液体介质灌注
         进行稳定的液体介质灌注并在几种溶液之间切换
（2）受控剪切应力
        通过各种流量控制剪切应力
（3）微流体工作流程自动化
        不再是耗时的实验
（4）方便易用
        多合一套装——包含所有的组件&软件

Elveflow提供了专门的细胞灌注套装，可用于细胞培养、芯片实验室、流动细胞和灌注腔室等。该套装包含所有必要的组件，以产生连续的流量并监控施加在细胞上的流速。

活细胞灌注套装适用于需要在不同培养介质或药物之间切换的实验。计算机控制的阀门可实现顺序进样（Z多10种不同的介质或试剂）。

直观的图形操作软件ESI可快速自动的执行复杂的实验工作流程。
 

特点和优势
（1）同时控制压力和流量：剪切应力实验的理想选择
（2）不同介质或药物之间的快速切换：用于成像细胞对各种介质或药物的反应
（3）稳定且无脉动的流速：没有盖玻片膨胀和细胞应力
（4）流量范围大：从10 nL/min到5 mL/min
（5）设计流量注入顺序：创建复杂的流量模式例如振荡流动以模仿生理状况
（6）循环回路：适用于长时间的分析
（7）瞬时停止流动：用于受控溶液的暴露实验例如钙成像

标准的活细胞灌注套装使用流量控制器OB1的一个压力输出通道将多种不同的溶液泵送入微流体芯片内。结合流量传感器MFS或者BFS，OB1流量控制器可以实现非常稳定的液体介质灌注。此外，使用MUX分配阀可以轻松切换液体介质，该MUX分配阀允许在10种溶液之间切换。使用一个图形界面操作软件ESI可执行所有液体切换操作。ESI软件允许您使用直观的scheduler模块对液体流量进行调节，并使实验自动化运行。

我们的专用套装可适用于更复杂和高级的细胞与生物学实验，例如使用20种溶液，选择正确的微流控芯片，去除气泡或多个芯片/入口的灌注。

1、计算机：使用ESI软件控制所有参数，并通过创建进样序列，使您的实验自动化运行。
2、压力和流量控制器：施加给定的压力以便产生稳定且无脉动的流速。
3、分压歧管：使用分流器，可将压力和流量控制器OB1的一个通道的输出压力进行分压且同时施加到储液池的入口处。
4、储液池：盛放液体介质或者样品。从Eppendorf管道玻璃瓶，各种尺寸可供选择。
5、旋转阀：选择注入的液体
6、流量传感器：实时监控流量
7、灌注室或微流控芯片：细胞培养用微流控芯片

适用于所有Elveflow仪器的免费软件
——强大、模块化和多功能的实验装置控制的解决方案

ESI操作软件可以通过同一个接口控制多达16台仪器。借助TTL触发器，您可以将Elveflow系统与实验室中使用的任何其他仪器（光学显微镜或任何电子仪器等）同步。Scheduler是一种用户友好的使用工具，可自动执行实验和方案的复杂步骤，节省您的宝贵时间。

体积注入模块

输入目标液体体积，该模块将在合适的时间自动调整流速以将液体注入。

流体系统优化模块

微流体实验系统路径的自动诊断功能，并给出改善建议，从而提高实验系统的流体流动性。

气泡检测模块

不再经受气泡的危害了！

传感器校准模块
 

在校准协议过程中，不要浪费宝贵的时间。


应用
（1）芯片上的细胞培养
（2）活细胞成像
（3）细胞对液体介质变换的响应
（4）药物筛选
（5）毒性测试
（6）干细胞实验
（7）钙成像
（8）3D细胞培养
（9）生物反应器研究

技术规格
标准的活细胞灌注套装包含以下组件
（1）1通道的压力和流量控制器OB1
（2）旋转阀MUX Distributor
（3）微流体流量传感器MFS
（4）样品储液池
（5）分压歧管
（6）导管和连接头
（7）软件和SDK库（C++、Python、MATLAB和LabVIEW）

微流控技术的诸多优势可以应用于许多细胞与生物学的应用，因此，可以调整活细胞灌注套装内的组件以适应您的特定需求。

可升级选项
（1）额外的压力和流量控制器OB1的通道
（2）额外的流量传感器BFS（直接测量，无需校准）
（3）微流控芯片
（4）电脑
（5）显微镜和相机

相关应用:

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