将CMOS微传感器无集成到开放的微流体系统中
Raziyeh Bounik1, Alex E Landolt1, Jihyun Lee1
1Department of Biosystems Science and Engineering, ETH Zürich, Basel, Switzerland. mario.modena@bsse.ethz.ch.
Lab on a chip
|April 2, 2025
概括
这项研究引入了一种新的微流体系统,使用微电子芯片进行先进的3D组织建模. 该系统能够对人类诱导的多能干细胞衍生的心脏微组织进行详细分析,用于药物开发.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 微流体学 微流体学
- 微电子学微电子学
背景情况:
- 传统的二维细胞培养缺乏药物开发的预测能力.
- 3D组织模型,就像微组织一样,更好地模仿生理条件.
- 悬挂-掉落方法对微组织形成和流体相互连接是有效的.
研究的目的:
- 开发一个集成到开放微流体系统中的多功能微电极阵列 (MEA).
- 为了使在现场微组织读取在挂式下降模式和常规MEA使用在立式下降模式.
- 将微流体与补充性金属氧化物半导体 (CMOS) 技术相结合,用于先进的生物传感.
主要方法:
- 使用0.18微米CMOS工艺制造一个CMOS-MEA芯片.
- 将CMOS-MEA芯片集成到一个开放的微流体系统中.
- 开发一种将离散CMOS传感器纳入微流体设备的战略.
主要成果:
- 该CMOS-MEA芯片具有两个可重新配置的电极阵列 (每个电极1024个).
- 该系统支持电生理学,阻抗光谱学和电化学传感.
- 概念验证实验成功分析了hiPSC衍生的心脏微组织,并检测了过氧化和上腺素等分析物.
结论:
- 在微流体系统中集成的新型多功能CMOS-MEA可以推进3D组织建模.
- 这项技术为药物开发提供了广泛的生物相关信息.
- 该系统在组织工程和生物传感方面展示了多功能应用.
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