凝膠澆筑微流控芯片是微流控技術與凝膠材料相結合的產物。例如用于異質性細胞培養及監測的微流控芯片，由PDMS基片和玻璃片鍵合組成，其中PDMS基片上設計有多個功能單元組合形成的復合結構，功能單元里的凝膠通道用于灌注各種粘度的凝膠和細胞形成的凝膠混合液，凝膠由親水性聚合物鏈交聯形成，為細胞生長提供三維支架。

凝膠在微流控芯片中的作用

提供細胞生長環境

凝膠能形成三維網絡結構，起到細胞外基質的作用，為氧氣、營養物質和代謝廢物的擴散和交換提供支持，可用于體外三維仿生環境下異質性腫瘤細胞的長時程、高活力培養。

輔助實現特定功能

微流控技術在凝膠材料形成中能起到多種作用，如提供精確控制的微環境，允許對凝膠形成過程進行精確調節；通過控制流體流動和反應條件，優化凝膠的物理和化學特性；促進凝膠結構的定制，形成梯度凝膠、多孔凝膠和微球凝膠等復雜結構。

凝膠澆筑微流控芯片的制備方法

以用于異質性細胞培養及監測的微流控芯片為例，其制備步驟如下：

制作硅片模板：用光刻法制作微流控芯片結構圖案硅片模板，包括旋涂光刻膠、軟烘焙、紫外曝光、后烘、顯影、堅膜、硅烷化處理步驟。

混合PDMS預聚物與聚合劑：將聚二甲基硅氧烷（PDMS）預聚物與聚合劑以質量比為（8 - 15）:1的比例混合攪拌，離心去除氣泡。

澆筑與固化：將混合離心好的PDMS澆筑于硅片模板上，抽真空排除氣泡后，轉移至80℃烘箱加熱直至PDMS固化。

切割與打孔：將固化的PDMS芯片從模板上切割取出，根據需求打進樣孔。

鍵合：通過等離子體處理或者利用夾具將PDMS芯片和玻璃片緊密貼合，確保液體不滲漏。

凝膠澆筑微流控芯片的應用

細胞培養與監測

可用于體外三維仿生環境下異質性腫瘤細胞的長時程、高活力培養，實現多細胞相互作用的實時動態觀察，監測不同亞型腫瘤細胞在功能特征、藥物敏感性、發生發展速度和轉移潛力等方面的差異，為個性化治療、腫瘤耐藥研究、疾病進展預測以及新藥開發提供新型高通量仿生平臺。

組織工程

微流控凝膠材料在組織工程中具有重要應用，例如微流控技術與生物印刷相結合，使用凝膠材料構建活體組織和器官，凝膠材料提供結構支撐和生化環境，支持細胞增殖、分化和組織再生。

細胞體外培養模型構建

如將瓊脂糖凝膠作為基本的芯片構筑材料，與PDMS材料組合成雜化芯片，可實現細胞的高效捕獲、圖案化捕獲，還能構建多種細胞體外共培養模型，例如人臍靜脈內皮細胞與人腦膠質瘤細胞在凝膠微坑陣列上的共培養模型。

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