用于秀丽隐杆线虫毒理学实验的类桥式微流控芯片平台

目的:为了解决传统微孔板中线虫毒理实验的试剂消耗量大、人工操作烦琐等问题,搭建半自动化微流控实验平台,进行秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans,简称线虫)药物毒性试验。方法:设计并使用MEMS技术制作了一种类桥式微流控芯片,并基于该芯片搭建了一个半自动化微流控平台。以一种有机磷农药久效磷(MCP)作为工具药物,考察平台对于毒性评价研究的可行性。结果:该芯片可将有限条的线虫限制于微流控芯片腔室内而不影响其正常生长运动,由于对腔室的高度做了限制,减少了线虫在Z轴方向上重叠的情况,便于后续的观察和图像处理。基于芯片的微流控平台可以半自动换液以维持药物浓度稳定,并半自动化地保存视频信息。经测试,此微流控平台可实现线虫进样和片上长期培养,结果与传统微孔板培养体系无差异;芯片内毒性测试结果显示MCP对线虫具有明显的生长发育毒性和神经毒性,与经典线虫毒性实验的结果基本一致,表明其可用于药物和线虫相互作用研究。结论:该研制平台的优势在于能实现定时半自动化换液,试剂消耗量与传统微孔板试验相比减少约50%,且便于图像分析线虫生理信息,后期可应用于药物高通量筛选和大量复杂环境化学物的复合暴露毒性测试。