Design and fabrication of microfluidic device used for concentration screening of targeted-drugs
Year: 2025
Type: article
Abstract: 为筛选靶向药物浓度，设计制作了集成浓度梯度发生器的细胞共培养微流控器件。对器件内的浓度梯度生成原理、浓度场、速度场和细胞共培养特性进行了研究。首先，根据等效电路原理设计了可以生成5∶1∶0浓度梯度的微通道模型，采用串并联结构形式设计了药物浓度作用细胞共培养单元，进行了浓度梯度单元与细胞共培养单元集成。然后，利用有限元仿真软件Comsol中的层流和物质传递模块进行了速度场和浓度场仿真验证。最后，采用软刻蚀技术制作了该微流控器件，分别采用荧光素纳溶液和1 μm直径聚苯乙烯悬浮液模拟药物浓度分布；在器件内进行了Hela细胞与A549细胞的共培养，并分析了两种细胞的生长曲线和叶酸受体靶向性。仿真与实验结果表明：设计的微流控器件能够生成设定的浓度梯度（浓度比例5∶1∶0），每一分支的细胞培养单元内浓度差异在0.1%以内；细胞培养单元内流速分布均匀，培养单元内的平均流速为（7.1±0.3）μm/s；两种细胞的生长符合S型生长规律，细胞膜染色实验表明在该微流控器件内能够实现两种细胞的平行共培养。研究结果表明，该微流控器件能够模拟细胞在体内的流动环境，为靶向药物浓度筛选和个性化治疗提供了技术平台。
Source: Optics and Precision Engineering
Language: English
Subfield: Biomedical Engineering
Field: Engineering
Domain: Physical Sciences
Open Access status: bronze
OpenAlex ID: W4411527763