动态张定仪

（一）文献解析英国利兹大学医学和健康学院，利兹心血管和代谢医学研究所开发了一种新的动态多细胞共培养系统，用于研究脑疾病中的个体血脑屏障细胞类型和细胞毒性测试。作者详细讨论了血脑屏障（BBB）多细胞共培养系统的开发和优化过程，以及其在研究BBB功能障碍和神经退行性疾病中的潜在应用。1. 研究背景：血脑屏障（BBB）在中枢神经系统（CNS）的生理和病理过程中扮演关键角色。BBB功能障碍与许多神经退行性疾病，包括阿尔茨海默病（AD），有关联。1. BBB的组成：BBB由毛细血管内皮细胞、包围内皮的周细胞以及向其延伸的星形胶质细胞组成。1. 研究目的：开发一种体外多细胞共培养模型，用于研究BBB中各个细胞类型在神经毒性中的具体作用，特别是在没有形成屏障的情况下评估每种细胞类型对整体反应的贡献。1. 实验仪器设备：研究者使用了英国Kirkstall Quasi Vivo培养系统，并成功开发了一种体外多细胞共培养模型，该系统允许在流动条件下培养不同类型的细胞，同时共享相同的培养基。1. 实验设计：研究者优化了人类大脑内皮细胞、周细胞和星形胶质细胞的培养条件，包括改进的培养基、适当的支架系统和最佳流速。1. 细胞表型鉴定：通过免疫细胞化学方法确认了人类星形胶质细胞、周细胞和内皮细胞的表型。1. 多细胞共培养系统：研究者建立了一个多细胞共培养系统，通过不同组合的细胞培养来确定共培养的重要性以及改进的培养基和流动对细胞活性的影响。1. Aβ25-35的影响：作为概念验证，研究者探索了Aβ25-35（AD的一个标志物）对BBB各个细胞类型的影响。1. 实验结果：发现Aβ25-35对周细胞有负面影响，降低了其活性，而对内皮细胞和星形胶质细胞在早期毒性阶段没有显著影响。1. 结论：这种多细胞共培养系统可以成为未来研究CNS疾病中特定BBB细胞类型角色以及细胞毒性测试的有价值的工具。（二）成功开展多细胞共培养实验的心得1. 选择合适的细胞类型：基于研究目的，选择具有高度特异性和代表性的细胞类型。1. 优化培养基：开发或选择适合所有共培养细胞类型的培养基，可能需要结合不同细胞类型的条件培养基。1. 控制培养条件：使用恒温培养箱和CO2控制系统来维持最佳的生长环境。1. 优化接种技术：使用适当的技术（如滴涂或悬浮接种）来确保细胞均匀分布。1. 定期更换培养基：定期更换新鲜培养基，以提供必要的营养并去除代谢废物。1. 使用支架材料：选择合适的支架材料来支持细胞附着和生长。1. 动态培养系统：使用如英国Kirkstall Quasi Vivo System这样的动态培养系统来模拟体内流动条件。1. 监测细胞间通讯：使用分子标记和示踪技术来评估细胞间的相互作用和信号传递。1. 标准化实验操作：确保所有实验步骤的一致性，包括细胞培养、操作和数据处理。1. 使用先进的成像和分析技术：利用共聚焦显微镜、流式细胞仪等技术来收集数据，并使用专业的软件进行分析。通过上述解决方案，研究者可以克服多细胞共培养实验中的技术挑战，从而更有效地模拟和研究复杂的生物学过程。参考文献：Patricia Miranda-Azpiazu, Stavros Panagiotou, Gin Jose & Sikha Saha. A novel dynamic multicellular co-culture system for studying individual blood-brain barrier cell types in brain diseases and cytotoxicity testing附： Kirkstall Quasi Vivo® 仿生动态多细胞共培养系统——产品介绍01仪器设备的功能用途 又称为微流体“芯片上器官”系统，具有相互连接的细胞培养单元，为类器官生长提供更具生理相关性的体内微环境。通过提供一种近生理的体外模型，模拟细胞微环境，具有更完整的结构和功能，解决动物与人类之间的种属差异，且可在体外模拟多种器官特异性疾病状态，反映药物在体内的动态变化规律和人体器官对药物刺激的真实响应，捕捉复杂的生理学反应，并满足高通量的要求。它是一个多室流动系统，为类器官培养提供了一个紧凑、易于使用的解决方案，包括2D、3D、屏障，或多器官。在疾病模型，药物筛选和毒性测试，再生医学和组织工程，发育生物学研究，感染与免疫研究，个性化医学，癌症研究等领域被广泛应用。兼容多种细胞来源，包括原代细胞、诱导多能干细胞（iPSC）、类器官和细胞系等，也可以引入健康细胞、患病细胞、肿瘤细胞。02性能特点Quasi Vivo® 作为一种先进的类器官芯片培养系统，专门设计用于解决学术和工业研究人员在开展体外和体内研究时遇到的主要问题，具有下列性能优势：1.功能延展性强可选择气液界面、液液界面、支架和流动方案的多样化培养方式；允许独立、可控的空气、气体或液体层流流向顶端和基底外侧；满足多器官/多细胞共培养，细胞间的信号传递等实验要求。加速类器官细胞分化和成熟，提高细胞活力，适合长期培养。2.成像友好配备了光学窗口在顶部或底部表面，便于理想的实时高分辨率成像。3.易于获取样本直接收集样本和获取组织或液体样本。4.模拟生物力学和浓度梯度 严格控制多个变量，可以模拟生理特征，如血液循环，组织间液流动态等，为细胞提供生物力学信号；可以实现免疫细胞共培养以及血管化等复杂疾病模型构建；用于研究多种生理过程，如细胞迁移、分化、免疫反应以及癌症的转移等。5.便携和易于操作紧凑型模块化腔室结构，具有更高人体生理相关性；占地面积小，节省空间，可兼容标准实验室的孵化器。03品牌制造商简介Kirkstall Ltd.成立于2006年，是Braveheart Investment Group plc 的子公司，总部位于英国约克。Kirkstall开发了一种创新的微生理系统的器官芯片模型Quasi Vivo® 。作为器官芯片技术的领导者，Kirkstall已经建立了牛津大学生物医学工程研究所等著名的大学实验室的庞大用户群，产品在全球范围内享有盛誉。北京基尔比生物科技有限公司是Kirkstall ltd.授权在中国的唯一和独家总代理商，全面负责Kirkstall公司旗下所有产品在中国的销售，市场推广和技术支持等事宜。

欧盟RoHS指令自2006年7月1日正式实施以来，全世界范围内掀起了一场电子电气产品绿色环保的热潮。2009年RoHS指令修订草案和豁免条款相继出台，欧盟的目的旨在收紧现行法规、提高生产商责任以及加强欧盟27国的市场监管。面对欧盟RoHS指令的最新变化，进出口机电企业应积极关注其实施动态，通过合理利用规则(如豁免指令)为自己争取更广阔的发展空间。 　　RoHS指令最新修订动态 　　2009年6月11日，RoHS指令最新修订的豁免指令闪亮登场。欧盟《官方公报》刊登第2009/443/EC号欧委会决议：为配合技术进展，修订第2002/95/EC号指令即《限制有害物质指令》中关于铅、镉及汞豁免情况的附件。本次豁免物质共包含38个项目，其中新增六项分别为：电力变压器中直径100微米及以下细铜线所用焊料中的铅、金属陶瓷质的微调电位计中的铅、2009年12月31日前专业音频设备的光耦合器中使用的光敏电阻的镉、2010年7月1日前直流等离子显示器中阴极溅射抑制剂中的汞，其含量不得超过30毫克/显示器、以硼酸锌玻璃体为基础的高压二极管的电镀层的铅、用氧化铍连接铝制成的厚膜浆料中镉和氧化镉。 　　同年9月3日，欧盟提出了RoHS指令的最新修订草案。新草案一个重要的变化是将其适用范围扩展涵盖到所有电子电气设备，除非特别指明排除在外。其中在不适用产品名单中增加了大型固定工业工具(large-scale stationery industrial tools)和管风琴乐器(musical pipe organs)。同时，RoHS指令中明确限制电子电气设备中有害物质为铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯(PBB)及多溴二苯醚(PBDE)，此次没有加入新物质。新草案第4条规定，委员会应根据本条第7款给出的方法，对附件IV所列限用物质清单进行审议。另外，草案还对制造商、进口商和经销商的责任进行了规定。 　　作为RoHS指令的姐妹指令WEEE指令，也同期做了修订。WEEE指令修订草案制定了报废电子电气设备须达到的收集和回收目标。草案规定，成员国应鼓励生产商承担来自私人家庭电子电气废弃物收集设施的所有成本。新修订草案文本又重新插入附件IA和附件IB(电子电气设备的类别及各类别的产品清单)。新草案第2条第4款还特别补充，来自私人家庭以及非私人家庭的报废电子电气设备，一概视为来自私人家庭的报废电子电气设备。新草案同时澄清了“投放市场”指的是成员国的市场，而非欧共体市场。这对于企业履行注册责任十分重要，因为这意味着电子电气设备生产商(包括进口商)必须在其产品投放的每个市场所在国家进行注册。 　　相关企业应对策略 　　针对以上现象，检验检疫部门建议相关出口企业从以下几方面着手，积极做好应对工作： 　　一、正确应用豁免指令。企业必须正确理解RoHS的豁免条款，有效确定相应的产品是否在RoHS指令适用的豁免范围内。有时企业认为自身的产品属于豁免范围，但成员国的法律要求并不由欧盟委员会来解释，所以企业还应征得欧盟企业的认可。此外，对于成本较高的原材料，企业要争取用可豁免的非绿色环保材料来替代，这样可以减轻企业的短期负担。而当企业一旦遭遇产品退运、扣押时，切不可自乱阵脚。机电出口企业可以通过向当地检验检疫部门或行业协会咨询，看产品是否可以属于豁免清单范围内，以避免不必要的损失。总的来说，豁免条款的正确应用可以帮助企业规避新的环保指令，这对企业而言无疑是一次新的机遇和挑战。 　　二、控制加工环节和供应链，寻求替代技术。RoHS指令被称为迄今为止电子电气产品最严厉的环保法规，大多数机电出口企业都能积极应对。然而有些情况下机电出口企业深感负担较重，例如生产中部分物料(如有铅焊)本身因为含有有害物质而被淘汰，同时新的替代物(无铅焊)单价高、生产工艺不成熟、生产成本上涨。所以，企业采购部门应当严格要求供货商提供指定检测机构的RoHS检测合格报告，并要求其提供所供产品与检测产品的一致性保证。这样就能从源头上控制供应链的每一个环节。对于国际上严格禁用的有毒有害物质，机电出口企业应当尽早寻求替代技术，改进产品技术构成，提高产品的环保性能，从而促进产业升级，加快调整产业结构。 　　三、实时关注RoHS指令的动态。古人云：知己知彼，方能百战不殆。RoHS指令的豁免清单每4年更新一次，欧盟考虑到在电子电气行业中部分禁用的材料还没有适用的替代品进行评估，所以确定它们可以在一定范围内豁免。根据时代发展和环保要求，RoHS指令及WEEE指令会进行及时修订。这些技术法规、标准的动态及时收集，有助于企业尽早采取应对措施，优化自身产品结构，不断提高产品的市场竞争力。 　　随着环保意识的不断加强，我国也在积极推行绿色环保法规。虽然作为应对主体的很多企业对RoHS指令还存在观望侥幸心理，但是绿色环保是一个必然的趋势，在国内外市场上的这一普遍趋势必然引发行业洗牌。要在未来的竞争中获胜，机电出口企业应当实时关注相关标准动态，合理利用法规政策，树立绿色环保的企业形象。这才是企业的立足之根本，发展之基础。

四川大学傅强教授和吴凯副研究员报道了一种基于聚合物分子结构和填料表面设计的新型软物质热界面材料。研究团队通过力化学作用将液态金属(LM)包裹在球形氧化铝(Al2O3)表面形成核壳结构的填料，并将其嵌入具有动态粘附性的弹性体（PUPDM）中制备了三元复合材料。巧妙的PUPDM分子设计使得材料与各种热源/冷槽之间形成动态可逆的氢键相互作用，实现了零压状态下的低接触热阻和耐多次热循环的长期稳定性。而液态金属改性填料不仅可以作为导热桥梁，同时有利于聚合物链段在室温下的松弛，平衡了传统功能复合材料中导热性能与表面黏附可逆性的矛盾。这种在导热界面材料上构筑动态可逆键的概念在新型热管理材料和技术领域有广阔的应用前景。相关成果以“A Thermal Conductive Interface Material with Tremendous and Reversible Surface Adhesion Promises Durable Cross-Interface Heat Conduction”为题发表于《Materials Horizons》期刊（Mater. Horiz., 2022, DOI: 10.1039/D2MH00276K）。图1 具有可逆粘附能力的高导热/电绝缘/柔性软材料的分子设计和复合结构示意图随着现代电子设备朝着高度集成化和小型化发展，器件内部指数式增长的热严重影响到电子设备的工作性能、可靠性和使用寿命。因此，导热材料和先进的热管理技术引起广泛的关注。典型的热界面材料已经被大量应用去促进电子设备内部的界面热传导，并且评价其热管理效率的有两个重要的指标：材料本身的热导率和材料与接触基板的接触热阻。近年来，大量的研究人员致力于开发高导热的材料，然而随着电子设备尺寸的日益减小，解决接触热阻的问题变得同样重要。现有的一些降低接触热阻的方法有制备具备触变性和顺应性的材料或者施加外界应用压力。这些方法的目的都是增加接触界面的实际接触面积去实现更好的界面几何匹配。一些微纳尺度界面热传导的研究也表明界面相互作用有助于提高界面热导率，但在宏观热界面领域还缺乏系统的研究。更值得关注的是，由于热界面材料与接触基板的热膨胀系数不匹配，因此在经历长期热循环后，界面几何失配或者界面脱粘仍然会发生，阻碍着热管理的长期稳定性。图2 复合材料的导热和可逆粘附能力展示 为了解决上述问题，本工作采用的策略主要分为三个步骤：１）制备出具有可逆黏附能力的柔性弹性基体，提高热界面材料与基板的相互作用，并通过动态界面热管理实现跨界面热传导的长期稳定性。２）加工得到具有优异导热性能并且不影响柔性基体动态键的可逆性和活动性的导热填料。3）复合加工得到所需复合材料。基于独特结构的LM/Al2O3二元核壳填料结构设计, 结合具有动态可逆粘附弹性基体的合成，该工作中得到的复合材料完美地平衡了导热、柔性和粘附力的可逆性之间的矛盾。随着LM/Al2O3二元填料的加入，聚合物复合材料表现出出色的热导率（6.23 Wm-1K-1)，允许材料内部的各向同性的热传导。同时，受益于二元填料的独特结构，绝缘的LM/Al2O3能有效地隔绝液态金属之间的电渗透网络，保证了复合材料的电绝缘性。此外，由于合成的PUPDM基体展现出超高的适用于多种基板的可逆粘附力（4.48 MPa, Al板，80℃），以及LM在基体和刚性填料的界面处为聚合物分子链链段的运动提供更多的自由度，有利于动态氢键的可逆解离与缔合，因此所得到的PUPDM/LM/Al2O3复合材料同样表现出出色的可逆黏附力（1.50 MPa, Al板，80℃），可以承担起一个10.66 kg的水桶。图3 PUPDM/LM/Al2O3复合材料的界面热管理展示 复合材料与基板之间出色的氢键结合作用实现了零压状态下的低接触热阻（18.28 mm2K W-1）。此外，这种动态可逆的氢键作用保证接触界面拥有良好的长期稳定性，即使复合材料与铝板的热膨胀系数不匹配，但是经过7500次热循环，接触热阻仍然没有明显上升。这种在高导热热界面材料上构筑动态可逆的界面相互作用的概念在微电子冷却技术、热电装置、大功率可穿戴设备等先进电子设备中具有广阔的应用前景。