在微重力模拟器中进行3D类器官培养时，需结合微重力环境特性与三维培养需求，选择适配的试剂耗材。以下是关键材料分类、功能及推荐品牌/产品：

一、基础培养体系

1.培养基

通用型：DMEM/F12（1:1） + GlutaMAX，支持多数类器官生长（如肠道、肝脏）。

专用型：

神经类器官：Neurobasal培养基 + B27补充剂 + N2补充剂。

肿瘤类器官：Advanced DMEM/F12 + 10 mM HEPES + 1× GlutaMAX。

品牌推荐：Gibco、STEMCELL Technologies。

2.生长因子与小分子

核心因子：

EGF（表皮生长因子，10-20 ng/mL）：促进细胞增殖。

bFGF（碱性成纤维细胞生长因子，10 ng/mL）：维持干细胞特性。

Noggin（500 ng/mL）：抑制BMP信号，维持肠道类器官隐窝结构。

小分子添加剂：

Y-27632（ROCK抑制剂，10 μM）：提高细胞存活率（尤其无支架培养）。

CHIR99021（GSK-3抑制剂，3 μM）：激活Wnt通路，增强干细胞自我更新。

品牌推荐：R&D Systems、PeproTech、Selleck Chemicals。

二、三维支架材料

1.天然支架

Matrigel（基底膜提取物）：

成分：层粘连蛋白、胶原蛋白Ⅳ、巢蛋白。

用途：构建肝脏、脑、胰腺类器官。

浓度：5-10%（v/v），需预冷处理避免凝胶化。

胶原蛋白Ⅰ型：

用途：支持肿瘤、软骨类器官。

浓度：2-4 mg/mL，可调节硬度（0.1-1 kPa）。

品牌推荐：Corning Matrigel、Advanced BioMatrix。

2.合成支架

PEG水凝胶：

特性：光交联可控孔隙率（>80%）、降解速率（7-14天）。

用途：心脏、血管类器官。

GelMA（明胶-甲基丙烯酰）：

特性：生物相容性高，支持细胞粘附。

用途：皮肤、角膜类器官。

品牌推荐：Cellink、EFL（苏州永沁泉）。

三、微重力适配耗材

1.培养容器

低粘附U型底培养板：

用途：无支架培养（如肿瘤球体）。

品牌：Corning Costar、Greiner Bio-One。

旋转壁式生物反应器（RWV）专用培养舱：

特性：透气膜设计，支持气体交换。

品牌：Synthecon RCCS-4D、Harvard Apparatus。

2.微流控芯片

用途：模拟器官间物质交换（如肝-肠芯片）。

特性：通道宽度50-200 μm，支持剪切力控制（0.1-1 dyn/cm²）。

品牌：Emulate、Mimetas。

3.磁悬浮培养套件

组件：磁性纳米颗粒（如NanoShuttle-PL）、96孔板磁力架。

用途：构建无支架肿瘤球体。

品牌：Nano3D Biosciences。

四、检测与分析试剂

1.活细胞成像试剂

Calcein-AM/PI染色液：实时检测细胞存活率。

品牌：Thermo Fisher Scientific、Dojindo。

2.代谢检测试剂盒

葡萄糖/乳酸检测：Amplex Red葡萄糖试剂盒、Lactate-Glo试剂盒。

ATP定量：CellTiter-Glo 3D试剂盒（适配微孔板）。

品牌：Invitrogen、Promega。

3.分子生物学试剂

RNA提取：RNeasy Micro Kit（Qiagen）。

单细胞测序：Chromium Single Cell 3' Kit v3.1（10x Genomics）。

空间转录组学：Visium Spatial Gene Expression Slide（10x Genomics）。

五、特殊耗材（微重力优化）

1.气体控制模块

用途：维持5% O₂低氧环境（类似肿瘤微环境）。

品牌：BioSpherix、Coy Laboratory Products。

2.灌流式培养系统

组件：蠕动泵、硅胶管、无菌过滤器。

用途：持续补充营养并去除代谢废物，支持长期培养（>4周）。

品牌：Ibidi、MilliporeSigma。

六、典型方案示例（肿瘤类器官）

1.培养基配方：Advanced DMEM/F12 + 1× GlutaMAX + 10 mM HEPES + 1× B27 + 1× N2 + 20 ng/mL EGF + 10 ng/mL bFGF + 10 μM Y-27632。

2.支架材料：Corning Matrigel（5%浓度）。

3.培养容器：Synthecon RCCS-4D培养舱（转速15 rpm）。

4.检测周期：每3天更换50%培养基，第7天进行活细胞成像，第14天提取RNA测序。

七、注意事项

批次一致性：天然支架（如Matrigel）需验证来源批号，避免成分差异。

微重力适配：旋转速度需与支架硬度匹配（如软支架需更低转速以避免破裂）。

无菌操作：微重力环境可能影响细胞免疫应答，需严格无菌以防止污染。

通过以上试剂耗材的组合，可构建高度生理相关的3D类器官模型，结合微重力模拟器的力学调控，为肿瘤研究、药物开发及再生医学提供革命性平台。