2026年7月7日至16日,豫北医学院暑期“三下乡”社会实践团队在生育力保存重点实验室开展了一场聚焦“微流控液滴药物浓度梯度筛选系统”前沿研究的深度实践活动。在生物与基础医学实验教学中心副主任胡焕焕副教授、科研秘书姬国杰老师、孔治荭老师的悉心指导下,团队围绕构建克服肿瘤细胞耐药性的靶向治疗策略,在微流控芯片设计与液滴生成稳定性研究方面取得了重要突破。此次活动不仅锤炼了学生的工程设计与生物医学交叉学科实践能力,更在解决复杂科学问题的过程中,坚定了团队成员以技术创新服务临床需求的科研信念。
团队以“构建稳定、均一、可控的微流控液滴筛选平台”为核心目标,确立了“理论建模—芯片设计—配比优化—系统验证”的科研实践路径,层层深入攻克技术壁垒。
活动前期,团队系统调研了微流控技术在肿瘤耐药研究领域的应用现状。针对传统耐药细胞筛选周期长、无法动态监测的痛点,团队利用流体力学仿真软件进行流道设计,成功构建了流动聚焦型微流控芯片的初始构架。该芯片设计包含液滴生成区、细胞包裹区及梯度混合区,旨在实现“一个液滴即一个独立培养单元”的精准控制,为后续药物压力筛选提供了物理平台。


在芯片构架的基础上,团队将研究重心转向液滴生成的核心工艺——油相体系筛选与参数优化。液滴的长期稳定性与均一性是决定后续细胞培养与耐药筛选成败的关键。为此,团队成员系统比较了氟化油、矿物油及凝胶体系三种油相方案:
系统性配比探索:通过查阅大量文献并结合实验室实际条件,团队设计了十余种油相配方,重点调控矿物油、表面活性剂EM90及Triton X-100的浓度梯度(如99.75%矿物油+0.20% EM90+0.05% Triton X-100等不同组合)。
稳定性与均一性验证:研究发现,矿物油体系在经济性与稳定性之间取得了最佳平衡。经过反复调试流速与压力参数,团队成功生成了形态规整、分散性良好且在7天内无显著破乳现象的高均一性液滴。
细胞活性兼容测试:在确定油相最佳配比(如配方10:99.00%矿物油+1.00% EM90)及对应流速后,团队将乳腺癌细胞包裹于液滴中进行培养。通过死活细胞染色验证,液滴内细胞在3天内活性良好,充分证明了该液滴生成系统对生物样本的友好性,满足了后续长期培养与药物胁迫实验的要求。
从面对微流控平台的手足无措,到能够独立操作精密注射泵、熟练在显微镜下评判液滴质量,团队成员在反复的“参数调整—效果观测”循环中,深刻体会到工程技术与生命科学交叉的魅力,科研探索的兴趣被极大激发。

本次“三下乡”活动打破了单一学科的限制,让学生直面医工交叉研究中的真实挑战。从芯片构架的计算机辅助设计,到油相配方的精细称量,再到液滴生成系统的稳定运行,团队成员在跨学科协作中,系统掌握了微流控技术的核心流程与实验技巧。
更重要的是,团队立足肿瘤耐药性的临床难题,认识到建立高效筛选平台对于实现个体化靶向治疗、延缓耐药发生的深远社会意义。这种“面向临床需求、解决实际问题”的科研意识,成为此次实践活动最宝贵的精神收获。
此次豫北医学院生育力保存重点实验室的“三下乡”实践活动,以扎实的工程技术攻关为载体,实现了“创新思维—工程技能—社会担当”的深度融合。团队在微流控芯片构架设计与液滴生成系统研究中的阶段性成果,为后续耐药细胞筛选与药物逆转研究奠定了坚实的技术基石。未来,这份在实践中积累的工程经验与探索勇气,将激励他们在医学科研的道路上持续创新,为攻克肿瘤耐药性难题贡献青春智慧。(胡焕焕、姬国杰、孔治荭)