Ett mikrofysiologiskt system (MPS), även känd som ett organ-på-ett-chip, är en 3D -organkonstruktion som använder mänskliga celler som hjälper till att avslöja hur organ reagerar på droger och miljöstimuli.

Nu, Tohoku University forskare har utvecklat en ny analysmetod som visualiserar cellfunktioner i MPS med hjälp av scanning probe microscopy (SPM).

SPM skiljer sig från optisk mikroskopi eftersom den använder fin sondskanning över en provyta och sedan utnyttjar de lokala interaktionerna mellan sonden och ytan. Den största fördelen med SPM jämfört med konventionell mikroskopi är att fysiska och kemiska förhållanden kan förvärvas snabbt och som en högupplöst bild.

I den här studien, SPM utvärderade en vaskulär modell (kärl-på-ett-chip) genom att skanna elektrokemisk mikroskopi (SECM) och skanna jonkonduktansmikroskopi (SICM). Med hjälp av dessa SPM, forskarna kvantifierade permeabiliteten och topografisk information för kärl-på-ett-chip.

"MPS visar potential att återskapa fysiologin och funktionerna hos sina motsvarigheter i människokroppen. De flesta forskningar om detta ämne har fokuserat på konstruktionen av biomimetiska organmodeller. Idag har det finns ett ökande intresse för att utveckla avkänningssystem för MPS ", säger författaren Yuji Nashimoto.

Vissa har spetsade elektrokemiska sensorer för att övervaka MPS. Dock, de flesta elektrokemiska sensorer kan inte inhämta den rumsliga informationen om cellfunktioner i MPS eftersom de bara har en sensor per analyt. I kontrast, SPM ger snabbt rumslig information om cellfunktioner.

"Vår forskargrupp har utvecklat olika elektrokemiska bildverktyg, SPM och elektrokemiska matriser, "förklarade motsvarande författare Hitoshi Shiku.

"Dessa enheter hjälper till att inleda nästa generations sensorer i MPS."