芯片材料影响药物在装置中的浓度
向微流控装置加入药物后，溶液中的浓度可能随药物与材料的相互作用而改变。2025 年 4 月 23 日，拉脱维亚研究团队在 Scientific Reports 发表研究，比较聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）与环烯烃共聚物（cyclic olefin copolymer，COC）装置中的药物回收和洗脱。
这是一项无细胞的装置—药物研究：研究单独测量材料的影响，排除了细胞摄取和代谢的干扰。材料影响药物在装置中的保留和流出，是解释装置内药物浓度的因素之一。
7 种小分子药物的静态回收比较
团队选择咖啡因、扑米酮、美西律、苯磺酸氨氯地平、丙咪嗪、洛哌丁胺及褪黑素，在两种材料的微通道中于 37 ℃ 孵育 24 小时，再用液相色谱—质谱测量回收浓度。药物工作液以去离子水配制，含少量二甲基亚砜，使用玻璃容器中的药物溶液作参照；两类装置尽量采用相近的接液表面积。
以丙咪嗪为例，起始浓度为 100 μM，孵育后 PDMS 装置内溶液的浓度为 0.0384 μM，COC 中为 31.5 μM。这个比较显示材料选择会显著影响测得的药物浓度。
不同药物的结果并不一致。论文报告，褪黑素、美西律、丙咪嗪和洛哌丁胺在 PDMS 中的回收浓度显著低于 COC；咖啡因、扑米酮及苯磺酸氨氯地平的两种材料之间的比较未见统计学显著差异。其中苯磺酸氨氯地平在两种装置中均有较明显的浓度损失。
相关性分析显示，脂溶性与两种材料中的回收率均呈负相关，PDMS 和 COC 的 Spearman 相关系数分别为 −0.71 和 −0.43；可旋转键越多，回收率也倾向越低。PDMS 中拓扑极性表面积与回收率呈正相关，而 COC 中未呈现同样关系。多变量分析与逐项相关分析关注的问题不同，结果不能归结为仅由脂溶性决定。
不同药物的表现相差明显。接触后的扑米酮回收比例在 COC 和 PDMS 中分别约为 86.8% 和 83.8%；洛哌丁胺则分别约为 50.8% 和 5.29%。材料选择需要与所测试药物一起评价。
苯磺酸氨氯地平在 PDMS 和 COC 中的回收比例分别仅为 2.8% 和 18.1%，两种材料中均有明显的药物损失。
洗脱实验比较药物的残留与释放
团队随后选取扑米酮和洛哌丁胺，在静态孵育后以去离子水连续冲洗，并分时收集流出液。扑米酮在两类装置中的洗脱走势相近；洛哌丁胺在 COC 中更容易随流出液回收。首小时样品还包含通道内原先剩余的药液。
前 5 小时扑米酮累计回收在两类装置中较接近，PDMS 约为 78.6%、COC 为 85.0%；洛哌丁胺的对应值约为 37.8% 和 71.5%，显示两种药物有不同的释放过程。
作者将差异与材料作用方式联系起来：小分子可进入 PDMS 内部，再缓慢扩散回材料表面；COC 的作用更偏向表面吸附，流动冲洗中相对容易释放。对需要精确切换给药与洗脱的研究，材料保留也会影响停药阶段的实际暴露。
在后续 24–28 小时的收集时段中，仍能回收到洛哌丁胺；该时段的累计回收比例在 PDMS 与 COC 中分别为 2.8% 和 18.4%。
材料效应对给药设计与结果解释的影响
材料造成的浓度下降与残留药物的释放，都会影响实际药物暴露及剂量—反应关系的判断。作者因此强调，比较微流控装置时需同时考虑材料特征和受试药物的性质。
这项研究在无细胞、以去离子水为主的简化环境下进行，静态试验也避免额外管路带来的吸附。作者指出，实际培养体系中的 pH、离子、溶液性质和细胞覆盖可能改变药物保留及释放，因此需要进一步在更接近生理的环境中评价。
微通道较大的表面积与体积比，会放大材料表面作用。论文同时指出，制造过程造成的表面粗糙度、化学性质或聚合物结构差异也可能影响吸附；大块材料的测量结果不宜直接视为微流控装置中的药物暴露。