器官连接与功能调控系统

通量化的器官连接及功能调控系统样机包括软硬件系统，功能模块主要包括：实现器官芯片智能插拔式连接的机械手，自动化进样、药物递送和样本采集模块，自动化灌流模块，生理状态实时监测调控模块，多物理场刺激和生物电检测模块，显微成像模块等。
样机的操控对象为器官互联调控仿生终端器件，其可连接类器官或器官5种以上。不同器官培养在独立的、可拆卸的培养小室中，小室底部为多孔膜，与流体管道相通，流体管道将培养不同器官的培养小室连接起来，可通过灌流等方式实现不同器官之间的互连互作。含微电极阵列的器官互连芯片可实现多个器官电信号的采集。样机的XYZ三轴位移模块定位和旋转电动夹爪样机配合可以实现精准插拔特定培养小室，实现两种或多种器官任意连接。
样机提供与器官芯片相连的多通道电信号采集接口，便于进行生物电信息的测量。研制了柔性阵列电极及其信号刺激、采集系统。采用基于聚丙烯酰胺-酪蛋白酸钠水凝胶电极阵列便于固定在器官芯片的培养小室中，对芯片内的类心、类脑进行生理电信号刺激和检测。
样机通过可控调节及监测15个气、液指标，提供适宜互联器官生长的气相和生理液流环境，实现监测调控的关键培养参数共15种，包括：样机箱体整个操作区域的温湿度；器官芯片培养盒控制温度、CO2和O2浓度；培养盒底暴露器官芯片基底，可以通过倒置显微模块对芯片中培养的器官的形态、尺寸、面积、深度、跳动频率进行检测；流量计和压力计配合隔膜泵监控灌流液的流速和微管道点压力；灌流液流过电化学传感器检测溶液的葡萄糖浓度和pH；二指电极检测仿生血管壁的跨膜电阻。
基于微流控技术研制了一个集成纳升级采样和分析的采样头。采样头插入液体时，通过控制进出口之间的压力差，采集的样本液生成一系列均匀小于1nl的液滴，采样液滴和反应液滴混合，实现一体化的采样和检测。
样机具备声、光、电、力、磁等刺激模块，包含高频超声探头、光纤微球超透镜聚焦探头、分段式微管力学探头、电生理激发探头、可控磁场探头5种物理场刺激，测量点位3个。系统运行通量120。样机的XYZ三轴滑台模组可以通过机器人快换盘自动装卸多物理场刺激模块，按需对器官芯片中的器官进行多物理场刺激。
样机具有自动化药物递送模块和自动化液体进样、取样模块。器官芯片培养小室的排布兼容标准24孔板结构，设置三个量程的移液模块，包括10μl量程的单通道移液器（采样精度1 μL ± 10%）、1ml量程的单通道