研究器官芯片作為體外生物微環(huán)境模擬和生物系統(tǒng)構建的平臺，極大地推動了生命科學、醫(yī)學和藥物開發(fā)等相關領域的研究進展。研究聯(lián)合用藥在體外肝腸芯片上的代謝行為及相互作用對臨床用藥具有一定的指導意義。

在國家自然科學基金的資助下，化學系林金明教授課題組利用自主研制的微流控芯片質(zhì)譜聯(lián)用系統(tǒng)，設計了一種集成中空纖維的肝腸芯片用以模擬聯(lián)合用藥的吸收和代謝行為。Caco-2細胞接種在芯片上層蛇形中空纖維內(nèi)腔模擬腸道藥物吸收和運輸行為，芯片下層HepG2細胞模擬肝臟進行代謝相關研究。染料木黃酮和達卡巴嗪作為聯(lián)合藥物，評估了其對細胞活力的影響、肝毒性、細胞周期阻滯情況。結(jié)果表明,藥物聯(lián)合濃度低于100μg/mL對HepG2細胞生存能力沒有明顯的抑制作用，細胞維持了良好的代謝能力。原藥和代謝物的質(zhì)譜檢測也證明了該微芯片可以作為有效的代謝模型用于藥物聯(lián)合機制研究。該動態(tài)三維培養(yǎng)芯片提供了一種新型有效的體外模型，在新藥研發(fā)和代謝機理研究方面具有重大應用前景。該成果以題為An on-chip intestine-liver model for multiple drugsabsorption and metabolism behavior simulation發(fā)表在Sci.China Chem., 2017,DOI: 10.1007/s11426-017-9167-0。與本研究成果同期，該課題組設計了一種新型探針式微流控芯片，實現(xiàn)了對貼壁培養(yǎng)的細胞樣品中任意單細胞的提取，并成功地在單細胞層面揭示了細胞與基底粘附強度與細胞形態(tài)、細胞核狀態(tài)、線粒體及細胞內(nèi)物質(zhì)含量的關聯(lián)。相關成果發(fā)表在 Angew.Chem. Int. Ed.上，毛思鋒博士為該論文的第一作者。這一新方法對后續(xù)的單細胞的各項特性研究將有重要的啟發(fā)意義(參見Angew. Chem. Int. Ed. 2017, DOI:10.1002/anie.201710273)。

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http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201710273/abstract;jsessionid=3CCEAC46CA90575A06E0FB112AF370FE.f03t03

用于單細胞研究的探針式微流控芯片示意圖及工作原理