目的:為了解決傳統(tǒng)微孔板中線蟲毒理實(shí)驗(yàn)的試劑消耗量大、人工操作煩瑣等問題,搭建半自動化微流控實(shí)驗(yàn)平臺,進(jìn)行秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans,簡稱線蟲）藥物毒性試驗(yàn)。方法:設(shè)計并使用MEMS技術(shù)制作了一種類橋式微流控芯片,并基于該芯片搭建了一個半自動化微流控平臺。以一種有機(jī)磷農(nóng)藥久效磷（MCP）作為工具藥物,考察平臺對于毒性評價研究的可行性。結(jié)果:該芯片可將有限條的線蟲限制于微流控芯片腔室內(nèi)而不影響其正常生長運(yùn)動,由于對腔室的高度做了限制,減少了線蟲在Z軸方向上重疊的情況,便于后續(xù)的觀察和圖像處理�；谛酒奈⒘骺仄脚_可以半自動換液以維持藥物濃度穩(wěn)定,并半自動化地保存視頻信息。經(jīng)測試,此微流控平臺可實(shí)現(xiàn)線蟲進(jìn)樣和片上長期培養(yǎng),結(jié)果與傳統(tǒng)微孔板培養(yǎng)體系無差異;芯片內(nèi)毒性測試結(jié)果顯示MCP對線蟲具有明顯的生長發(fā)育毒性和神經(jīng)毒性,與經(jīng)典線蟲毒性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果基本一致,表明其可用于藥物和線蟲相互作用研究。結(jié)論:該研制平臺的優(yōu)勢在于能實(shí)現(xiàn)定時半自動化換液,試劑消耗量與傳統(tǒng)微孔板試驗(yàn)相比減少約50%,且便于圖像分析線蟲生理信息,后期可應(yīng)用于藥物高通量篩選和大量復(fù)雜環(huán)境化學(xué)物的復(fù)... 

【文章來源】：藥物分析雜志. 2020,40(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

芯片結(jié)構(gòu)示意圖

圖8顯示MCP在微流控芯片體系內(nèi)能顯著抑制線蟲的生長（P<0.05），劑量反應(yīng)關(guān)系明顯；低劑量MCP(250μmol·L-1）對線蟲的神經(jīng)系統(tǒng)影響與對照組相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義，較高劑量組MCP(500、1 000μmol·L-1）對線蟲的神經(jīng)毒性明顯（P<0.001），具有統(tǒng)計學(xué)差異。MCP作為工具藥物在PDMS微流控芯片中的線蟲毒性試驗(yàn)劑量反應(yīng)關(guān)系明顯，表明此PDMS芯片系統(tǒng)可用于進(jìn)行線蟲的毒性測試。其他在傳統(tǒng)微孔板體系中針對MCP對線蟲的毒性作用研究也顯示出良好的劑量反應(yīng)關(guān)系。如Salim C和Rajini PS[23]及田雨[24]分別設(shè)計不同層次MCP劑量組，使用L4期線蟲暴露24 h，考察其體長、運(yùn)動速率和壽命等指標(biāo)，在較高濃度組（500、750、1 500μmol·L-1）劑量反應(yīng)關(guān)系十分明顯。本研究中雖然劑量組與文獻(xiàn)[23-24]設(shè)置不完全相同，但線蟲成長發(fā)育L1和L4時期對于外界環(huán)境的反應(yīng)具有較大相似性，總體趨勢表明PDMS芯片中毒性結(jié)果與傳統(tǒng)微孔板中基本一致。

經(jīng)估測，24 h實(shí)驗(yàn)微流控芯片內(nèi)試驗(yàn)試劑消耗量約為每個腔室100μL，與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)96孔板相比減少約50%，同時避免了手動換液，在利用芯片分析體長、擺動頻率上也有較大的優(yōu)勢。后期通過改善芯片結(jié)構(gòu)、合并進(jìn)樣入口，可進(jìn)一步節(jié)省藥物試劑消耗。3 結(jié)論


本文編號：2992109