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微流體細胞培養:動態灌流、剪切力控制與自動換液

微流體細胞培養:動態灌流、剪切力控制與自動換液

在微流道晶片或灌流腔中培養細胞時,讓培養基流動可以模擬血液流動:持續帶入養分、帶走代謝廢物,並對細胞施加剪切力。要讓這個環境可重複,流量必須穩定、可設定,而且能連續運轉數天。

  • 適用對象:細胞生物、藥物篩選、組織工程與生醫材料實驗室
  • 應用領域:動態灌流培養、自動換液與依序加藥、培養基循環、剪切力實驗
  • 推薦產品:Elveflow OB1 壓力控制器、MUX Distribution 分配閥、MUX Recirculation 循環閥、MFS 流量計、MBD 氣泡偵測器
Elveflow MUX Recirculation 循環閥工作原理:培養基閉迴路循環
MUX Recirculation 循環閥|培養基閉迴路循環

流量控制在細胞培養中控制什麼

  • 剪切力:由流量與流道尺寸決定,流量沒有波動,剪切力才穩定
  • 養分與廢物:流量決定養分供應與代謝物排除的速度
  • 流動型態:穩定流、脈動流,或自訂波形,例如模擬心跳節律
  • 啟動方式:細胞貼附後再開始灌流,並以階梯方式慢慢把流量升到目標值,避免細胞被沖離

系統組成

試劑瓶(培養基、緩衝液、染劑)
➔
OB1 壓力控制器
➔
MUX Distribution 分配閥
➔
MFS 流量計
➔
除氣泡器
➔
灌流腔或微流體晶片
➔
廢液或循環回試劑瓶
  • 軟體可編排注入順序與時間,整個流程自動執行
  • 除氣泡器避免氣泡進入晶片擾動流場或讓貼附的細胞脫落

應用方向

  • 動態灌流培養。示範實驗:HeLa 細胞(1×10⁶ cells/mL)接種後等待 12 至 18 小時貼附,再以 20 µL/min、每小時灌流 10 分鐘的間歇方式培養,並在 2、18、26 小時觀察
  • 自動換液與依序加藥:分配閥切換不同培養基、藥物或染劑(例如活/死細胞染色),不用開蓋手動換液
  • 培養基循環:以 MUX Recirculation 循環閥做單向閉迴路循環,用固定量的培養基長時間灌流,節省培養基,也讓細胞分泌物在培養基中累積
  • 剪切力實驗:以不同流量比較細胞形態、存活與通透性,延伸到血管與血腦屏障模型與器官晶片

為什麼用壓力控制

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 Distribution13 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 MUX Recirculation6 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 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 BFS 科里奧流量計量程 0.1–200 g/h、1–2,000 g/h、30–30,000 g/h
精度 0.2–2%(液體)、0.5%(氣體)
液體、氣體皆可量測(如水、油、酒精)
接頭 UNF 1/4-28 或 Swagelok

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:細胞貼附後多久開始灌流?

A:依細胞種類而定,示範實驗為接種後 12 至 18 小時。

Q:一次可以跑幾個條件?

A:OB1 最多 4 個獨立通道,可搭配分配閥擴充。

推薦產品

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