卵母細胞在低溫保護劑的加載和去除過程中，會受到滲透損傷和毒性損傷，采用微流控技術可實現保護劑濃度連續變化，減小細胞損傷。本文設計了用于低溫保護劑加載及去除的5種不同參數的Y型微流控芯片，測定了在不同入口流速、芯片入口角度、通道深寬比及轉彎半徑下，微通道內保護劑溶液和緩沖溶液的混合程度。實驗結果表明：隨著溶液入口流速的減小、通道深寬比的增大及轉彎半徑的減小，溶液在微通道內混合長度減小，混合速度加快，而微通道入口角度對流體混合影響很小。但實際芯片的操作條件及結構參數應根據低溫保護劑加載和去除時需要達到的效果以及芯片加工工藝等因素確定。本文研究結果可為其他用于低溫保護劑混合的微流控芯片的設計提供參考。
目的綜述軟骨細胞生存微環境以及微流控芯片技術在構建該微環境中的應用進展。 方法查閱近年關于微環境對于軟骨細胞的調控作用及應用微流控芯片技術構建軟骨微環境的相關文獻，進行分析總結。 結果調節軟骨細胞生存的微環境主要涉及細胞外基質微環境、機械微環境、電場微環境及低氧微環境等，目前基于微流控芯片技術對于軟骨細胞微環境的相關研究主要涉及生物化學刺激、機械性刺激及制備仿生材料等方面。 結論深入認識軟骨細胞生存的微環境，利用微流控芯片技術盡可能地模擬軟骨發育所需生理微環境，有助于構建更接近生理功能的軟骨組織。
為了減小低溫保護劑去除過程對卵母細胞造成的滲透損傷和毒性損傷，本文利用微流控芯片對豬二次減數分裂中期（MⅡ-stage）卵母細胞低溫保護劑的去除方案進行了優化研究。首先分析了微流控去除方法中去除時間、去除液成分及濃度對卵母細胞存活率及體外發育情況的影響，然后將微流控去除方法與傳統的一步法、兩步法進行了比較。研究結果表明，微流控法中去除總時間為 8 min 時，卵母細胞存活率（95.99% ± 4.64%）及桑椹胚率（74.17% ± 1.18%）與新鮮細胞（98.53% ± 2.94%；78.22% ± 1.34%）相比，差異無統計學意義；1 mol/L 蔗糖去除液最有利于卵母細胞低溫保護劑去除后的存活及體外發育；微流控法去除低溫保護劑后，卵母細胞的存活率、體外發育情況等，均好于傳統去除方法。本文研究結果提示，以微流控法去除低溫保護劑可減小對卵母細胞的損傷，從而可能進一步提高卵母細胞的低溫保存效果。
目的初步探討利用微流控技術體外構建三維海馬神經元網絡的可行性。方法設計并采用標準濕法腐蝕工藝制備網絡圖案化的微流控芯片。取新生 SD 大鼠丘腦組織，分離培養原代海馬神經元后，接種于微流控芯片上進行培養。3、5、7 d 時行免疫熒光染色，觀察海馬神經元生長情況；7 d 時行海馬神經元網絡電生理檢測。結果熒光顯微鏡下觀察顯示，隨培養時間延長，海馬神經元數量逐漸增加，且神經元突起亦相應增多、增長，并且均勻規則分布在微流控芯片通道，提示成功構建三維海馬神經元網絡。培養 7 d 時可以檢測到海馬神經元網絡的單通道及多通道自發放電信號，提示神經元網絡具有初步的生物學功能。結論圖案化微流控芯片可以使海馬神經元按照局限路徑生長，從而形成三維神經元網絡，并且具有信號傳導等相應的生物學功能。
提出了一種結合光鑷技術與微流控芯片的人血紅細胞變形性高通量檢測方法，用于紅細胞變形性的統計學準確表征。首先，利用光阱力與流體粘滯阻力的共同作用實現紅細胞的有效拉伸變形；然后，利用圖像處理方法對單細胞變形前后的特征參量進行提取，得到面積和周長變形指數；最后，進行統計學分析，并利用平均變形指數參量（\begin{document}$ \overline {D{I_S}} $\end{document}、\begin{document}$ \overline {D{I_C}} $\end{document}）對紅細胞的變形性進行表征。搭建了高通量檢測系統，通過大量實驗得到了最優實驗條件；并利用具有不同變形性的 3 組樣本進行了統計學驗證實驗。結果表明，\begin{document}$ \overline {D{I_S}} $\end{document} 最小區分量為 9.71%，8 通道結構的檢測通量約為 370 個/min。高通量檢測及表征方法可以實現不同變形性紅細胞的統計學有效區分，為其他類型樣本的高通量變形性分析提供了解決思路。
細胞遷移是指細胞朝著特定的化學濃度梯度發生定向遷移運動，其在胚胎發育、傷口愈合、腫瘤轉移中發揮著至關重要的作用。當前研究手段大多通量低，難以綜合考慮不同濃度梯度條件對細胞遷移行為的影響。針對上述問題，本文首先設計了一款四通道微流控芯片，其特征如下：借助層流和擴散機制在細胞遷移主通道中建立和維持濃度梯度；可在單一顯微鏡視野下同時觀測四組細胞遷移現象；集成了寬度為20 μm的細胞隔離帶，可校準細胞初始位置，保證實驗結果的準確性。隨后，借助Comsol Multiphysics 有限元分析軟件完成了微流控芯片的仿真分析，證明了芯片上設計S型微通道和水平壓力平衡通道有助于在細胞遷移主通道中形成穩定的濃度梯度。最后，采用不同濃度（0、0.2、0.5、1.0 μmol·L?1）與糖尿病及其并發癥密切相關的晚期糖基化終末產物（AGEs）孵育中性粒細胞，研究了其在100 nmol·L?1趨化因子fMLP濃度梯度環境中的遷移行為。結果表明，AGEs抑制了中性粒細胞的遷移能力，證明了四通道微流控芯片的可靠性和實用性。
微流控是在微納米尺度空間實現微小流體操控的科學技術，由于其微型化、可集成和可操控等優點，自誕生以來廣泛受到關注。本文檢索了Web of Science檢索平臺核心數據庫2006年1月1日至2021年12月31日有關微流控研究的文獻數據，應用CiteSpace 5.8.R3軟件進行文獻計量學分析，了解國內外微流控相關研究進展，探究研究趨勢。通過對50 129條文獻的分析可以看出，微流控是全球共同關注的熱點方向，美國在該領域具有一定的權威性，麻省理工學院和哈佛大學不僅具有較高的發文量，還具有較強的影響力和廣泛的合作網絡。微流控技術結合超聲波、表面修飾和傳感器等技術，構建紙基微流控、液滴微流控和數字微流控平臺，應用于器官芯片以及體外診斷領域的即時診斷、核酸和循環腫瘤細胞分析是當前研究熱點。我國是在微流控領域研究水平較高的國家之一，但高端產品的產業化有待提升，隨著人民對疾病的風險預測和健康管理等需求增加，推進微流控科技創新和成果轉化，對于維護人民生命健康具有重要意義。