Research advances of high-throughput cell-based drug screening systems based on microfluidic technique

Abstract

药物筛选是新药研发的关键步骤,创新药物的发现需要采用适当的药物作用靶点对大量化合物样品进行筛选。高通量筛选系统能够实现数千个反应同时测试和分析,大大提高了药物筛选的实验规模和效率。其中基于细胞水平的高通量药物筛选系统因为更加接近人体生理条件,成为主要的筛选模式。而目前发展成熟的高通量细胞筛选系统主要基于多孔板,存在细胞培养条件单一、耗时费力、试剂消耗量大等问题,且较难实现复杂的组合药物筛选。微流控技术作为一种在微米尺度通道中操纵和控制微流体的技术,具有微量、高效、高通量和自动化的优点,能较好地克服多孔板筛选系统的不足,为构建细胞高通量药物筛选系统提供了一种高效、可靠的技术手段。微流控系统在细胞培养材料、芯片结构设计和流体控制方面均可灵活变化,能更好地实现对细胞生长微环境的调控和模拟。文章综述了基于微流控技术的细胞水平高通量药物筛选系统的研究进展,按照不同的微流体操控模式,对基于灌注流、液滴和微阵列的3种类型的微流控细胞筛选系统进行了分类介绍,并分别总结了它们的优缺点,最后展望了微流控细胞水平高通量药物筛选系统的发展前景,提出了该领域目前存在的问题以及解决问题的方向。