缺血性心脏病是目前一大研究热点。传统的缺氧模型大多直接使用培养箱控制氧气浓度达到缺氧效果[1],这种方法虽然简单,但不能形成浓度梯度,亦无法实现特定位点氧含量的实时在线检测。经典二叉树结构虽可实现氧气梯度的灵活调节[2],但芯片结构复杂,制作困难,可利用性低。本课题组设计、发展了基于吸氧反应和气体扩散的集成氧气浓度梯度的微流控芯片装置,建立了芯片上的心肌缺氧模型,应用于细胞层面在线培养、梯度缺氧及氧气浓度表征,为缺血性心脏病的治疗提供更好的体外模型。本课题组设计了由PDMS薄膜间隔的双结构单元微流控芯片。混合反应单元利用邻苯三酚和氢氧化钠的吸氧反应降低通道内氧气浓度。由于PDMS具有良好的透气性,梯度形成单元贴近混合反应单元一侧的氧气会扩散到混合反应单元内,进而被反应液吸收,最终在梯度形成单元生成氧气浓度梯度。使用氧气敏感荧光指示剂三(4,7-联苯-1,10-菲咯啉)二氯化钌(II)复合物进行表征,在线检测通道内氧气浓度,反应缺氧程度。在梯度形成单元内接种心肌细胞,待其融合率达到90％后连接微量注射泵开始吸氧反应。缺氧结束后对细胞进行活死双染,随着缺氧时间增长,细胞由贴近混合反应单元到远离部分逐渐凋亡,现象显著。通过研究其相关分子生物学现象,可以深入了解缺血性心脏病在细胞层面的发生机制,从而有效的对其进行预防和治疗。