一．簡介

在微流控芯片通道網(wǎng)絡(luò)中，流體主要做層流流動，因此當(dāng)兩種或多種不同試劑流入同一通道時(shí)，各試劑能夠保持各自流型不變，而只在相與相接觸面上發(fā)生反應(yīng)或分子擴(kuò)散現(xiàn)象，形成的濃度梯度具有較高的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性，且通過改變通道網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)型設(shè)計(jì)及初始液流的濃度和組合順序，可以獲得一系列復(fù)雜的濃度梯度,利用微流控濃度梯度芯片可以模擬外界環(huán)境，建立化學(xué)物質(zhì)濃度梯度，在細(xì)胞以及個(gè)體水平上研究生物體對外界環(huán)境變化的反應(yīng)。該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于藥物篩選,模式生物趨化，毒性評價(jià)等研究領(lǐng)域。

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二．應(yīng)用領(lǐng)域

藥物篩選

隨著新藥開發(fā)技術(shù)的發(fā)展，對新藥化合物的活性實(shí)驗(yàn)從早期的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)變成篩選性實(shí)驗(yàn)，即所謂的藥物篩選。借助于組合化學(xué)和計(jì)算化學(xué)的發(fā)展，人們開始有能力在短時(shí)間內(nèi)合成和分離多種化合物，因而在現(xiàn)代新藥開發(fā)過程中藥物篩選已經(jīng)成為新藥開發(fā)過程中的重要環(huán)節(jié)之一。微流控濃度梯度芯片進(jìn)行藥物篩選實(shí)驗(yàn)時(shí)，與傳統(tǒng)多孔板技術(shù)相比，省去了配置和分配多種藥物不同濃度溶液的繁雜操作，大大簡化了細(xì)胞鋪板、上藥、洗滌、標(biāo)記等操作過程，在顯著減少細(xì)胞和試劑耗量的同時(shí),進(jìn)行高通量地刪選。

模式生物趨化

模式生物能對液體和空氣中傳播的化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，感受到微摩爾濃度范圍的水溶性引發(fā)劑和揮發(fā)性物質(zhì)，從而產(chǎn)生趨向或回避行為。能否成功的提供可控的濃度梯度成為研究模式生物趨化行為的關(guān)鍵。微流控濃度梯度芯片能夠自由控制和創(chuàng)建化學(xué)物質(zhì)濃度梯度，形成濃度梯度時(shí)間短，提供的實(shí)驗(yàn)條件重復(fù)性高等特點(diǎn)，成為研究模式生物趨化行為的有利工具。

毒性評價(jià)

微流控濃度梯度芯片能夠生成不同的化學(xué)因子濃度梯度作用于海洋微藻、斑馬魚等受試對象，通過受試對象在不同濃度化學(xué)因子刺激下，將其生化反應(yīng)作為反饋信號進(jìn)行化學(xué)因子毒性評價(jià)。

微流控濃度梯度芯片測試