乳腺癌球状体芯片的氧、葡萄糖与乳酸连续监测
在三维培养区及流路布置电化学传感器，连续分析药物处理后的氧消耗、葡萄糖消耗和乳酸产生。
用途与模型
- 研究用途
- 三维肿瘤培养条件监测及药物代谢效应的时间分析。
- 模型与细胞来源
- 患者来源 BCSC1 eGFP 乳腺癌干细胞系在 Matrigel 中形成球状体；本版本只使用这一细胞系。
- 方法版本
- 2021 年玻璃微电极与停流/灌流监测版本
- 实验形式
- 玻璃/SU-8 微结构、PMMA 盖板、2 个培养区与 3 条相邻流路；周期停流和灌流。
材料与平台
- 三维模型与芯片
- BCSC1 eGFP、Matrigel、玻璃微电极/SU-8 结构及 PMMA。
- 传感器与采集
- 氧微电极、葡萄糖氧化酶/乳酸氧化酶膜、无酶背景电极和 MultiPalmSens4。
- 工具药物
- 抗霉素 A 与多柔比星；显微成像辅助观察。
测量指标与分析
- 培养区氧浓度
- 氧消耗速率
- 葡萄糖消耗
- 乳酸产生
- 形态及存活变化
区分培养区与流路传感器；每次实验前后校准并作背景/漂移校正，停流和灌流阶段分别计算代谢变化。
研究设计与结果
方法可行性研究
- 研究设计
- 传感器校准、长时培养与 2 种药物的动态反应比较。
- 测试范围
- 1 条 BCSC1 细胞系；葡萄糖/乳酸检出限校准各 n=3，药物实验独立器件数尚未完整核定。
- 参照体系
- 无酶电极、校准溶液、不同流动/供氧条件及处理前后时间序列。
- 研究结果
- 抗霉素 A 快速降低氧消耗及代谢；30 ng/ml 多柔比星未改变球状体代谢，增加至 10 倍后出现细胞死亡与氧浓度升高。
适用条件与研究局限
- 葡萄糖扩散较慢，测量可能低估实际消耗，需结合流动与传感器位置解释。
- 代谢变化与细胞存活是不同指标，时间和药物机制影响反应。
- 没有跨患者临床疗效验证；长期信号校正采用线性灵敏度衰减假设。
来源与原文
- Microfluidic organ-on-chip system for multi-analyte monitoring of metabolites in 3D cell cultures原始研究 · Lab on a Chip · 2021-12-01