氧监测同时反映培养环境与代谢变化
伊朗、比利时、加拿大和波兰的研究者在 Biosensors 发表综述，梳理微流控细胞与组织模型的氧监测技术。文章重点比较光学和电化学两类传感方式。
在用于药效或毒性研究的器官芯片中，氧既是细胞需要的环境条件，也是与代谢活动有关的测量对象。由于细胞耗氧、材料透气和局部扩散，入口、细胞区与组织内部的氧水平可能不同。
综述列举了肝细胞三维组织、肿瘤微环境等应用。氧监测可与药物处理后的代谢改变一起观察，也能帮助区分组织本身的反应与培养供氧不足。
光学方法通过发光信号测量氧水平
常用光学传感器利用氧对荧光或磷光信号的淬灭作用：氧水平改变时，染料发出的光强或发光寿命随之变化。染料可放在薄膜、微颗粒或其他载体中，再由显微镜、光纤或专门的检测模块采集信号。
这种测量通常不消耗被测氧，适合体积较小、氧储量有限的芯片。光纤等形式还可隔着保护层采集信号，减少探头直接接触培养环境的需要。氧敏染料与不受氧影响的参照染料配合，可以用两种信号的比值改善定量稳定性。
综述介绍了把氧敏微颗粒置于 HepG2/C3A 细胞形成的三维肝组织内部的例子，用来持续跟踪组织耗氧及线粒体功能变化；另有肿瘤模型利用分布在不同位置的传感颗粒观察氧梯度。与只测一处培养液相比，这些设计更重视氧在空间上的差异。
载体和检测模块也会影响使用方式。固定传感层有利于长期保持测量位置，分散颗粒则可接近组织内部；商业光学模块有助于缩小检测系统，但仍须与芯片的几何结构、光路和其他测量项目相匹配。
电化学方法需要控制测量本身的影响
电化学传感器通过与氧有关的电极反应产生信号，通常不需要向细胞加入发光染料，适合与其他电极测量集成。Clark 型传感器是文中讨论的重要形式，通过透氧膜把电极与样品分开。
这类测量可能消耗局部氧，传感器的尺寸、测量持续时间及培养液流动因而会影响结果。综述讨论了缩小电极、采用较短测量过程，以及把细胞培养区和传感区适当分开的设计，目标是减轻检测对细胞环境的扰动。
长期培养还会遇到电极表面变化和重新校准等问题。综述所引的一种玻璃基底多参数装置，在首次接触培养液后氧传感灵敏度下降约 10%，作者认为可能与蛋白吸附有关。其他设计通过保护表面、调节检测方式或校准，改善长期测量稳定性。
材料透气性与检测位置会影响氧测量
芯片材料的透气性会改变装置内的氧水平。聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）允许气体通过，既能支持氧交换，也可能使外界空气重新影响装置内环境。流动条件和材料选择因此需要与供氧目标及检测位置一起考虑。
传感器放在入口、细胞区或出口，分别反映不同位置的环境。综述介绍的多传感装置还将氧与酸化、葡萄糖或乳酸测量结合，以观察细胞的代谢变化。对三维组织而言，局部扩散限制和组织大小也会影响氧分布。
这些差异直接关系到药物评价：氧信号可以提示代谢改变，却需要结合模型状态、实际检测位置和其他功能指标解释。选择检测方式时，关键是让传感器适应所研究的组织与问题，并确认它能在计划的培养时段内稳定工作。