基于患者来源干细胞的三维细胞培养是癌症个体化治疗的重要体外模型，但微生理系统中培养条件和代谢物浓度（尤其低氧）常无法连续原位获取。作者开发了一种微流控器官芯片平台，用于基质型异质三维培养，并完全集成电化学化学/生物传感器阵列，实时监测能量代谢物氧气、乳酸和葡萄糖。先进微结构使细胞基质可用标准实验室设备直接整合，实现隔室化和微流控接入...
本研究开发了一种膜滤器辅助的哺乳动物细胞生物传感平台，以聚酯膜作为三维细胞培养支架，使细胞通过物理附着生长。膜经乙醇处理提高表面疏水性，诱导细胞在重力作用下稳定沉降。与常规二维培养相比，三维膜支架可提供更长的细胞培养时间（最长16天）。为实际应用，作者用3D打印制备圆柱形卡式装置，内部堆叠支架膜，既能维持一定体积的培养基，又能以流式...
生理过程如呼吸、循环、消化及多种病理状态会改变血液和组织中的氧浓度。为在体外重现体内氧环境，需要在培养系统中集成氧浓度监测与控制功能。本文报道了一种用于三维细胞培养装置内远程监测和调控氧浓度的系统。该系统将磷光型氧生物传感器（iPOB）集成到三维组织支架中，并通过控制吹扫气体流量调节氧浓度。iPOB 利用钯-苯卟啉衍生物（Pd-BP...
了解微流控细胞培养系统中溶解氧的可用性，对重建生理相关微环境并提供可靠、可重复的测量条件至关重要。体内不同组织细胞经历不同氧张力，体外可通过专用培养仪器调控外部氧浓度。虽然现代培养箱可方便调整培养条件，但要在微流控芯片内控制生理相关微环境，必须集成氧传感器。尽管已有多种方法监测单层细胞存在下的氧水平，微流控三维细胞培养的氧需求以及二...
三维（3D）细胞培养因更接近生理环境而受到关注，但传统二维成像和细胞传感器难以实时监测3D培养中的细胞行为。本文报道了一种由垂直排列电极对组成的3D电容细胞传感器。将表达绿色荧光蛋白的人乳腺癌细胞（GFP-MCF-7）封装于海藻酸钠水凝胶中，并在3D培养系统中培养时，通过测量电容变化，可非侵入、实时监测不同高度处的细胞增殖和凋亡。此...
二维（2D）和三维（3D）细胞培养中细胞活力与生长的检测通常需要收获细胞，时间序列研究需多组平行重复。开发用于3D肿瘤球或干细胞再生纵向研究的非侵入、无接触检测方法仍是未满足需求。表面声波（SAW）可实现质量负载生物传感，具有低成本、体积小和易组装等优点。本研究考察了SAW检测并量化细胞生长的潜力。结果表明，由两对谐振器（叉指换能器...
将可降解基团引入合成水凝胶，可显著提高其在体外三维细胞培养和组织工程中的应用价值。常用策略是引入对基质金属蛋白酶（MMPs）敏感的可切割寡肽，使细胞能够重塑和迁移于材料中。然而，MMP家族成员超过20种，其活性受多种生化与生物物理线索在时空上调控，因此仅用重组酶在溶液中表征可降解肽的切割，难以直接反映三维细胞介导的基质重塑。为此，作...