实验耗材

Lab Wares

屏障芯片

BARRIER FUNCTION CHIP
  • 品牌

    D1Med

  • 货号

  • 规格

本产品可以模拟人体生理或病理状态,整合相关的多种微环境因素,如微生物、理化因素、流体剪切力等。

产品简介

将“类器官”和“器官芯片”两种生命科学和工程学领域前沿技术相结合,具有高通量和高灵敏度的特点,可集成类器官的分选、培养、观察、刺激诱导、检测分析等一系列实验过程于一体,应用于发育或疾病模型的构建、药物研发、免疫反应治疗、微生物感染等多个生物领域。

  本产品可以模拟人体生理或病理状态,整合相关的多种微环境因素,如微生物、理化因素、流体剪切力等。比如,该芯片允许肠类器官和血管内皮细胞共培养,并通过持续的流体剪切力刺激形成肠绒毛结构及致密的屏障结构,构建的肠道类器官模型具有吸收、代谢及外排功能,可用于药物互作研究、药物评价、屏障功能评价、肠毒性研究、肠道菌群研究等。

芯片结构及特点
 

 

  • 上下两层流道由多孔膜隔开,类器官和内皮细胞分别在多孔膜的上下两层培养,模拟屏障结构
  • 标准接口串连蠕动泵提供培养基和流体刺激,促进类器官生长和分化
  • 良好的生物相容性和透光性,避免小分子吸附


应用方向
 
  • 屏障模型模型:肠屏障、肺屏障、肝屏障、屏障模型等
  • 内皮-上皮相互作用
  • 细菌共培养构建肠道菌群模型

数据展示

图1:芯片明场结构、细胞类型。

A.人源小肠十二指肠类器官在Matrigel中培养时的明场图片。B.芯片上在流体刺激下肠上皮细胞形成绒毛结构。C.绒毛结构放大图片,Vilin代表肠道顶端侧。D.芯片上细胞类型免疫荧光鉴定,证明包含主要肠细胞类型,包括吸收性肠细胞(vilin),杯状细胞(mucin2),潘氏细胞(lyz)以及肠内分泌细胞(ChgA)同时该芯片表达重要药物转运蛋白MDR1、PEPT1以及小肠主要药物代谢酶CYP3A4。



图2:芯片药物转运体以及功能鉴定。

A.经验证,芯片具备外排泵MDR1介导的外排功能。Rhodamine123:MDR1的底物;verapami:MDR]抑制剂。B.芯片CYP3A4表达测定,证明该芯片比传统Cac0-2细胞系更县药物代谢能力。(.芯片县备摄取蛋白PEPT1介导的摄取功能。蓝色: PEPT1底物。D.芯片碱性磷酸酶分泌测定,代表成熟的肠上皮细胞功能。



图3:肾小管类器官屏障芯片功能鉴定与药物转运。

将肾小管类器官引入到屏障芯片(BFC芯片)上,肾小管类器官沿着流道在灌注室中培养,允许顶端和底部流体的刺激,接种后约在7天内能够形成单层的类肾小管结构(A),乙酰化微管蛋白的免疫荧光染色显示上皮紧密连接及荧光在内侧聚集,表明上皮细胞极化(B),为了确认芯片上屏障的完整性,向类器官流道内添加荧光探针 FITC-葡聚糖,FITC-葡聚糖保留在类器官流道内,表明芯片种肾屏障未受损无泄漏,屏障具有完整性(C)。芯片能够表达各种通道蛋白,包括Na+/K+ATP酶、Z0-1、AOP1、OAT1、OAT3、0CT2 等(D),表明芯片具有药物转运和代谢功能。在管的下层添加罗丹明123,孵育一段时间后,在顶端检测到荧光,表明跨上皮转运。而在P-gp 抑制剂PSC-833的作用下,渗透率降低,表明罗丹明123的流出依赖于P-qp功能,表明芯片的单向运输功能(E)。