Acta Chimica Sinica ›› 2026, Vol. 84 ›› Issue (4): 601-616.DOI: 10.6023/A25110381 Previous Articles
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王玉珍a, 常亚冉a,b,*(
), 郭广生a, 汪夏燕a,*(
)
投稿日期:2025-11-24
发布日期:2026-03-16
通讯作者:
常亚冉, 汪夏燕
作者简介:![]() |
王玉珍, 就读于北京工业大学化学与生命科学学院, 2023级化学专业硕士. 主要研究方向为血脑屏障芯片构建及应用. |
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常亚冉, 博士, 北京大学材料科学与工程学院博士后, 2024年毕业于北京工业大学, 获得工学博士学位, 主要研究方向为微流控芯片的构建与应用. |
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郭广生, 博士, 北京工业大学化学与生命科学学院教授, 国务院特殊津贴获得者、北京市首批战略科技人才. 研究方向包括微流控芯片系统的构建与应用、微纳尺度分离分析和新型微纳分析仪器研制等. |
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汪夏燕, 博士, 北京工业大学化学与生命科学学院教授, 国家杰出青年科学基金获得者、国家“万人计划”科技创新领军人才、国务院特殊津贴获得者、北京市优秀教师. 研究方向包括微流控芯片系统的构建与应用、微纳尺度分离分析、单细胞分析和新型微纳分析仪器研制等. |
基金资助:
Yuzhen Wanga, Yaran Changa,b,*(
), Guangsheng Guoa, Xiayan Wanga,*(
)
Received:2025-11-24
Published:2026-03-16
Contact:
Yaran Chang, Xiayan Wang
Supported by:Share
Yuzhen Wang, Yaran Chang, Guangsheng Guo, Xiayan Wang. Construction and Evaluation of Microfluidic Blood-Brain Barrier Organ-on-Chips System[J]. Acta Chimica Sinica, 2026, 84(4): 601-616.
| 芯片类型 | 芯片结构 | 生理 相关性 | 芯片材料 | 胶原材料 | 细胞接种方式 | 屏障完整性指标 | 优点 | 局限性 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 三明治结构 芯片 | 上下层通道 +多孔膜 | 中等 | PDMS+ PC/PET | 纤连蛋白 | 膜两侧接种 | TEER; 渗透率; 特异性蛋白表达 | 工艺成熟; 便于TEER、 渗透率测量 | 3D血管缺失; 高分辨成像受限 | 高通量药物筛选; 屏障功能探究 |
| 平行结构 芯片 | 平行通道 +微柱阵列 | 中等 | COCa; PDMS | 基质胶; 纤连蛋白 | 通道内接种; 水凝胶内包埋 | 渗透率; 特异性蛋白表达 | 成像兼容性好; 利于细胞交流 | 3D血管缺失; TEER测量困难 | 细胞相互作用研究; 实时动态成像检测 |
| 3D管状 芯片 | 中空管状 微血管 | 高 | COC; PDMS | 水凝胶 | 管腔内壁接种; 水凝胶内包埋 | 渗透率; 特异性蛋白表达 | 高仿生管腔 | 制备工艺复杂; TEER难测量 | 血流动力学研究; 肿瘤跨内皮迁移研究 |
| 血管生成 芯片 | 3D自组装 微血管网络 | 最高 | PDMS; PMMAb | 纤维蛋白原 +凝血酶 | 胶原内包埋 | 渗透率; 特异性蛋白表达 | 高仿生3D 血管网络 | 批次效应强; 灌注操作困难; TEER难测量 | 血管生成机制研究; 复杂疾病模型构建 |
| 芯片类型 | 芯片结构 | 生理 相关性 | 芯片材料 | 胶原材料 | 细胞接种方式 | 屏障完整性指标 | 优点 | 局限性 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 三明治结构 芯片 | 上下层通道 +多孔膜 | 中等 | PDMS+ PC/PET | 纤连蛋白 | 膜两侧接种 | TEER; 渗透率; 特异性蛋白表达 | 工艺成熟; 便于TEER、 渗透率测量 | 3D血管缺失; 高分辨成像受限 | 高通量药物筛选; 屏障功能探究 |
| 平行结构 芯片 | 平行通道 +微柱阵列 | 中等 | COCa; PDMS | 基质胶; 纤连蛋白 | 通道内接种; 水凝胶内包埋 | 渗透率; 特异性蛋白表达 | 成像兼容性好; 利于细胞交流 | 3D血管缺失; TEER测量困难 | 细胞相互作用研究; 实时动态成像检测 |
| 3D管状 芯片 | 中空管状 微血管 | 高 | COC; PDMS | 水凝胶 | 管腔内壁接种; 水凝胶内包埋 | 渗透率; 特异性蛋白表达 | 高仿生管腔 | 制备工艺复杂; TEER难测量 | 血流动力学研究; 肿瘤跨内皮迁移研究 |
| 血管生成 芯片 | 3D自组装 微血管网络 | 最高 | PDMS; PMMAb | 纤维蛋白原 +凝血酶 | 胶原内包埋 | 渗透率; 特异性蛋白表达 | 高仿生3D 血管网络 | 批次效应强; 灌注操作困难; TEER难测量 | 血管生成机制研究; 复杂疾病模型构建 |
| 细胞来源 | 代表细胞 | 优势 | 局限性 | 屏障水平 | 适用场景 | 参考文献 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 永生化 细胞系 | bEnd.3 RBE4a hCMEC/D3b | 成本低; 稳定性强; 增殖能力强 | 屏障功能弱; 转运体活性低 | 低 | 药物筛选; 工艺探索 | [14, 74-79] |
| 原代细胞 | hBMEC | 保留天然表型 | 成本高; 获取难; 传代有限 | 高 | 生理参数测定; 高生理相关性模型 | [26-27, 80] |
| 干细胞分化 | iBMECsc (健康个体/患者来源) | 病理模拟; 个体化潜力 | 耗时长; 分化复杂; 批次差异 | 高 | 疾病建模; 个性化医疗 | [ |
| 细胞来源 | 代表细胞 | 优势 | 局限性 | 屏障水平 | 适用场景 | 参考文献 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 永生化 细胞系 | bEnd.3 RBE4a hCMEC/D3b | 成本低; 稳定性强; 增殖能力强 | 屏障功能弱; 转运体活性低 | 低 | 药物筛选; 工艺探索 | [14, 74-79] |
| 原代细胞 | hBMEC | 保留天然表型 | 成本高; 获取难; 传代有限 | 高 | 生理参数测定; 高生理相关性模型 | [26-27, 80] |
| 干细胞分化 | iBMECsc (健康个体/患者来源) | 病理模拟; 个体化潜力 | 耗时长; 分化复杂; 批次差异 | 高 | 疾病建模; 个性化医疗 | [ |
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