用于秀丽隐杆线虫毒理学实验的类桥式微流控芯片平台

发布时间：2021-01-21 23:43

　　目的:为了解决传统微孔板中线虫毒理实验的试剂消耗量大、人工操作烦琐等问题,搭建半自动化微流控实验平台,进行秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans,简称线虫）药物毒性试验。方法:设计并使用MEMS技术制作了一种类桥式微流控芯片,并基于该芯片搭建了一个半自动化微流控平台。以一种有机磷农药久效磷（MCP）作为工具药物,考察平台对于毒性评价研究的可行性。结果:该芯片可将有限条的线虫限制于微流控芯片腔室内而不影响其正常生长运动,由于对腔室的高度做了限制,减少了线虫在Z轴方向上重叠的情况,便于后续的观察和图像处理。基于芯片的微流控平台可以半自动换液以维持药物浓度稳定,并半自动化地保存视频信息。经测试,此微流控平台可实现线虫进样和片上长期培养,结果与传统微孔板培养体系无差异;芯片内毒性测试结果显示MCP对线虫具有明显的生长发育毒性和神经毒性,与经典线虫毒性实验的结果基本一致,表明其可用于药物和线虫相互作用研究。结论:该研制平台的优势在于能实现定时半自动化换液,试剂消耗量与传统微孔板试验相比减少约50%,且便于图像分析线虫生理信息,后期可应用于药物高通量筛选和大量复杂环境化学物的复... 

【文章来源】：药物分析杂志. 2020,40(07)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

芯片结构示意图

图8显示MCP在微流控芯片体系内能显著抑制线虫的生长（P<0.05），剂量反应关系明显；低剂量MCP(250μmol·L-1）对线虫的神经系统影响与对照组相比差异无统计学意义，较高剂量组MCP(500、1 000μmol·L-1）对线虫的神经毒性明显（P<0.001），具有统计学差异。MCP作为工具药物在PDMS微流控芯片中的线虫毒性试验剂量反应关系明显，表明此PDMS芯片系统可用于进行线虫的毒性测试。其他在传统微孔板体系中针对MCP对线虫的毒性作用研究也显示出良好的剂量反应关系。如Salim C和Rajini PS[23]及田雨[24]分别设计不同层次MCP剂量组，使用L4期线虫暴露24 h，考察其体长、运动速率和寿命等指标，在较高浓度组（500、750、1 500μmol·L-1）剂量反应关系十分明显。本研究中虽然剂量组与文献[23-24]设置不完全相同，但线虫成长发育L1和L4时期对于外界环境的反应具有较大相似性，总体趋势表明PDMS芯片中毒性结果与传统微孔板中基本一致。

经估测，24 h实验微流控芯片内试验试剂消耗量约为每个腔室100μL，与传统实验96孔板相比减少约50%，同时避免了手动换液，在利用芯片分析体长、摆动频率上也有较大的优势。后期通过改善芯片结构、合并进样入口，可进一步节省药物试剂消耗。3 结论


本文编号：2992109