摘要
目的人体器官芯片是一种变革性的前沿生物芯片技术,在药物研发、疾病模型构建、个性化诊疗、环境评估等领域有重要应用。机械力在调控器官发育、稳态维持和疾病发生中扮演关键角色。如何实现器官芯片力学信息的高灵敏高通量检测,成为制约人体器官芯片发展的瓶颈之一。为此,提出基于光子晶体的器官芯片生物力测量技术。方法利用光子晶体的带隙效应,将细胞力引起的形变转化为颜色变化,以实现生物力信息的实时、高灵敏成像。建立基于颜色-形变-应力的解析方法,从而实现细胞垂直力的测量。通过可降解水凝胶支架“锁定”自组装纳米粒子,抑制光固化过程对粒子排列的扰动,开发了牺牲支架介导的胶体自组装技术,制备了组分可控、力学性能可调的任意三维结构的光子晶体基底。进而利用双光子吸收效应进行空间测绘,实现微米级光子晶体传感单元与厘米级器官芯片的精准装配。结果最终实现光子晶体生物力显微成像方法的构建,可对器官芯片内垂直细胞力进行宽视场(1.3 mm×1.0 mm)、高速(50帧/s)的成像。结论通过对离散细胞、细胞片层、类器官等生物样本在相应刺激下的力学信息的测量与分析,展现了光子晶体生物力显微镜在生理病理过程研究与药物、疫苗筛选中的重要价值。
出处
《医用生物力学》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第S01期276-276,共1页
Journal of Medical Biomechanics
