微流控芯片在细胞培养上的研究应用

细胞是生物体结构和功能的基本单位，一切有机体(除病毒外)都由细胞构成，对细胞的深入研究是揭开生命奥秘和治疗疾病的关键所在。

细胞培养技术在过去的很长一段时间内都没有很大的进展,微流控技术的发展为细胞生物学的研究带来了巨大的机遇。微流控芯片的通道尺寸和细胞的尺寸十分匹配，微流控芯片的诸多优势使之成为生物学技术极富吸引力的平台。其中，微流控技术最关键之处在于能够在相对空间和时间尺度对细胞的微环境进行调控。

传统体外细胞培养难以满足实验要求

在传统的体外细胞培养中，细胞多为贴壁和二维生长，由于离体后的细胞失去了神经体液的调节和细胞之间的相互作用,而且处于相对静止的环境中，所以细胞除了增殖外并没有像在体内那样发挥其作用，也不能真实反映其在体内的生存情况。微流控芯片可以精确控制物质浓度、溶液温度和pH值等细胞微环境要素；提供微小和复杂的结构来模拟细胞在体内的生存环境。

微流控芯片细胞培养将成为重要手段 

在微流控芯片上可以进行肝、肺细胞和组织培养,构建体外毒理实验模型。除此之外，微流控芯片还可以用于干细胞和癌细胞的培养。由于干细胞生活在复杂的物理、化学和生物因素下，传统的培养方法不能很好地模拟其生理环境,并受到各种限制，而微流控芯片技术可以更好地模拟干细胞在体内复杂的生活环境，以高通量和可变方式精确控制各种参数。癌细胞最大的特点是侵袭和转移，利用微流控芯片可以模拟癌细胞渗入血管、在血管内随血液循环流动、渗出血管和迁移到靶组织等一系列过程。由此可见，采用微流控芯片来培养细胞将成为细胞生物学研究的一个重要手段。

organs-on-chips（人体器官芯片） 

Wyss研究所使用了制作计算机芯片的技术，将活的人体器官细胞植入到芯片上，同时芯片可以模拟细胞在人体内的环境，这种芯片叫做organs-on-chips（人体器官芯片）。

由此可见，微流控芯片不仅可以模仿细胞成长的体内环境，未来还将模拟人体完整器官从而减少对动物试验对象的依赖，减少开发药物的时间和成本。