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器官晶片（Organ-on-a-Chip）：微流體灌流系統怎麼組
器官晶片（Organ-on-a-Chip）：微流體灌流系統怎麼組
器官晶片（Organ-on-a-Chip，也寫作 organ on chip、OoC）是在微流道晶片裡培養細胞，並讓培養基持續流動，用來模擬人體器官的局部環境。和靜態的 2D 培養相比，流動帶來的剪切力與持續的養分交換，讓模型更接近體內條件。要做到這一點，關鍵在於能長時間穩定、無脈動地控制流量與壓力的微流體系統。
- 適用對象：大學與研究機構的生醫、藥學、醫工實驗室，以及做藥物吸收、毒性測試與疾病模型的研發單位
- 應用領域：腸道晶片、血管與血腦屏障模型、細胞灌流培養、培養基循環與自動取樣
- 推薦產品：Elveflow OB1 壓力控制器、MUX Recirculation 循環閥、MUX Distribution 分配閥、MFS 流量計、BFS 科里奧流量計、MBD 氣泡偵測器
為什麼器官晶片需要微流體流量控制
- 剪切力要穩定：細胞對流動造成的剪切力敏感，流量有脈動，剪切力就跟著波動
- 實驗時間長：灌流常持續數天，需要閉迴路循環維持穩定，並減少培養基用量
- 要換液與取樣：加藥、換培養基、收集樣品，最好能自動切換
- 怕氣泡：氣泡進入晶片會損傷細胞，需要除氣泡與氣泡偵測
灌流系統組成
試劑瓶
➔
OB1 壓力控制器
➔
MUX Recirculation 循環閥
➔
除氣泡器
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器官晶片
➔
MUX Distribution 分配閥 → 取樣
- 驅動：Elveflow OB1 壓力控制器，1 至 4 個獨立通道，以壓力推動液體，沒有步進馬達造成的脈動，反應時間 10 ms
- 循環：MUX Recirculation 6 埠 2 位置循環閥，做閉迴路單向循環
- 換液與取樣：MUX Distribution 12 通道分配閥，1 種液體分到 12 路，或 12 種液體注入 1 路
- 量測：MFS 流量計，加在 OB1 後可閉迴路控制流量；BFS 科里奧流量計可直接量質量流量
- 保護：MBD 氣泡偵測器與除氣泡器
關鍵規格（選型參考）
| 產品 | 規格 |
|---|---|
| Elveflow OB1 壓力控制器 | 壓力範圍：200 mbar、2,000 mbar、8,000 mbar、-900～1,000 mbar、-900～6,000 mbar 1～4 個獨立通道；反應時間 10 ms 壓力控制精度 0.005–0.015%（依模組與應用條件） 可輸出 ramp、sine、square、triangle 或自訂波形；加購流量計可閉迴路控制流量 可用 C、Python、MATLAB、LabVIEW 或 Elveflow 軟體控制 |
| Elveflow MUX Recirculation | 6 埠／2 位置循環閥，適用密閉迴路 耐壓 7 bar 接液 PCTFE、PTFE；接頭 1/4-28 UNF |
| Elveflow MUX Distribution | 13 埠／12 通道雙向切換：1 種液體分到 12 路，或 12 種液體注入 1 路 耐壓 9 bar／7 bar；內部體積 11.6 µL／3.5 µL（依型號） 接液 PCTFE、PTFE；接頭 1/4-28 UNF |
| Elveflow MFS 流量計 | 量程（水）：±1.5 µL/min、±7 µL/min、±80 µL/min、±1 mL/min、±5 mL/min、±40 mL/min（部分量程另有 IPA 校正） 雙向量測（壓力或真空驅動） 接頭 UNF 1/4-28；接液 玻璃、PEEK、FEP、PPS、316L |
| Elveflow MBD 氣泡偵測器 | 偵測透明管路中是否有液體，並送出訊號讓其他儀器停止、等待或重置 用於氣泡偵測與液位感測，避免氣泡損傷細胞 |
數值取自子嘉產品頁；實際規格依型號、量程與氣體／液體而定，選型請洽子嘉。
常見問題
Q：器官晶片一定要用壓力控制器嗎？
A：注射幫浦也能做，但長時間灌流時，壓力控制的流量較平穩、反應較快，也容易做閉迴路循環。比較見〈微流體驅動：壓力控制器與注射幫浦比較〉。
Q：一套系統可以同時跑幾個晶片？
A：OB1 最多 4 個獨立通道，可搭配分配閥與分流歧管擴充，實際配置請與子嘉討論。
Q：可以用程式控制嗎？
A：可以，OB1 支援 Python、MATLAB、LabVIEW、C 與 Elveflow 軟體。
Q：在台灣向誰詢問 Elveflow？
A：子嘉企業是 Elveflow 在台灣的代理商（Elveflow 台灣代理）。
延伸閱讀：微流體細胞培養（動態灌流） ｜ 微液滴生成與控制 ｜ 微流體是什麼？
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