连续监测同时覆盖培养环境与组织反应
器官芯片的药物反应会随时间变化，单次终点检测难以显示整个过程。美国团队在 Proceedings of the National Academy of Sciences 报道一种模块化肝心芯片，将培养、自动取样、电化学检测和显微成像接在同一流体系统中。
温度、pH 和氧传感器记录培养环境，小型显微镜跟踪组织形态及心肌搏动。另一个电化学模块按预设时点测量白蛋白、谷胱甘肽 S-转移酶 α（GST-α）和肌酸激酶 MB（CK-MB）。
电化学模块通过抗体捕获分泌蛋白，用电极信号定量。检测和电极再生试剂与组织主循环分开，气泡去除模块用于降低流体及传感器信号干扰。
肝模型采用原代人肝细胞或 HepG2/C3A 细胞；心模型由诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）来源心肌细胞构建。研究使用图案化水凝胶组织，肝细胞三维包埋，心肌细胞沿微图案排列并覆盖纤维蛋白层。
对乙酰氨基酚主要引起肝模块损伤
原代肝与心模型连接培养至 120 小时。研究在第 72 小时加入 0、5 或 10 mM 对乙酰氨基酚，以观察不同浓度的组织反应；循环流量为 200 μL/小时。
到第 120 小时，终点活力检测显示肝细胞存活随浓度增加而降低。连续分泌检测中，白蛋白减少、GST-α 增加，与肝损伤反应一致。
心模块的 CK-MB 仅有较小升高，搏动频率也略有降低。温度、pH 和氧信号整体较稳定；作者指出，聚二甲基硅氧烷（PDMS）的气体通透性可使流至氧传感器的培养液接近环境氧水平。
生理环境信号与组织损伤标志提供不同信息。该实验将连续传感记录与最后一次活力测量并列比较。
多柔比星测试同时记录肿瘤与心肌反应
另一组系统把 HepG2/C3A 肝癌模型与心模块连接，开展最长 24 小时的多柔比星测试。研究使用 5 和 10 μM 浓度，观察抗肿瘤作用及心肌不良反应。
肝癌细胞死亡增加，白蛋白分泌降低、GST-α 释放增加。心肌细胞同时出现变圆、脱落及死亡，caspase-3 染色提示凋亡增加。
心模块 CK-MB 明显升高，显微成像记录到不规则搏动。不同组织的分泌指标与细胞形态因此可以在同一药物处理过程分别追踪。
研究还以 80 μM 卡培他滨比较单独心模块和肝心连接系统。肝模块参与时心脏毒性更明显，作者将这一现象与前药在肝细胞中转化为 5-氟尿嘧啶联系起来。
连续取样与装置材料构成使用条件
平台可按预设时点从同一对组织持续取样，再用平行培养系统比较各组反应；各组至少检测 3 份样本。
作者也指出 PDMS 会吸附或吸收部分疏水小分子，高浓度多柔比星在 24 小时测试中出现这类现象。装置当时体积较大、组装较复杂，继续简化结构和调整尺度是后续工作。
本研究的主要验证是把连续分泌检测、环境信号、形态成像及终点活力测量放在一起，记录不同药物对肝与心模型的时间变化。