低粘度油提升微流控设备，实现更安全的细胞研究和梯度生成Low-viscosity oil boosts a microfluidic device, enabling safer cell studies and gradient generation

日本丰桥技术科学大学与阿根廷转化医学研究所、印度理工学院马德拉斯分校合作，成功改进了"PDMS SlipChip"微流控设备。通过采用低粘度硅油和优化制造工艺，该设备在细胞实验可靠性及浓度梯度生成方面取得突破性进展。这项发表在《Micromachines》的研究解决了传统设备存在的通道堵塞和细胞损伤问题，为生物医学研究开辟了新途径。

微流控SlipChip技术无需复杂泵阀即可操控微量液体，其特色在于芯片上形成阶梯式浓度梯度，特别适用于药物剂量测试等需要珍贵样本的场景。PDMS（聚二甲基硅氧烷）因其优良的柔韧性、透气性和生物相容性成为首选材料，但如何通过硅油润滑实现PDMS层间的滑动密封始终是技术难点。

研究团队创新性地采用低粘度（50cSt）硅油配合双温固化工艺：上层PDMS在80°C固化，下层在60°C固化。这种"双步固化法"在密封性、滑动性和材料刚度间取得最佳平衡。实验数据显示，优化后的设备在50°C固化时密封强度最高，且使用Rhodamine溶液测试显示通道无堵塞。

在实际应用验证中，该设备表现出显著优势：

1. 使用低粘度油时仍能维持稳定密封
2. 微通道保持畅通无阻
3. 人成骨肉瘤细胞存活率达95%，与传统培养方法相当
4. 成功生成精确的阶梯浓度梯度

项目首席作者Rafia Inaam指出："PDMS固化温度直接影响层间粘附力和材料硬度。优化后的固化参数使低粘度油既能顺畅滑动又不泄漏。" Nagai教授强调："这种油液与固化工艺的优化解决了PDMS SlipChip长期存在的性能瓶颈，使细胞培养更可靠，梯度生成更精确。"

该技术后续将拓展至复杂哺乳动物细胞实验，包括：

• 药物浓度梯度实时响应测试
• 细胞间相互作用研究
• 蛋白质检测等生物分析任务

在个性化医疗领域，该技术有望通过提高药物筛选效率和改进再生医学细胞操控技术带来突破性进展。

【图示说明】

(a) 荧光显微镜显示Rhodamine染料在优化PDMS SlipChip微孔中的梯度分布（比例尺1mm）

(b) 荧光强度柱状图验证梯度生成的精确性

(c) 培养72小时后的人成骨肉瘤细胞存活情况（活细胞绿色，死细胞红色）

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