用于微流控芯片細胞分析的流體控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著科學技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的細胞分析技術(shù)已無法滿足現(xiàn)代細胞分析的需要，發(fā)展新的細胞分析方法是化學分析和生物分析工作者面臨的重要課題。微流控技術(shù)的出現(xiàn)，打破了傳統(tǒng)分析技術(shù)的限制，不僅將分析通道尺度縮小到微米數(shù)量級，還通過各種手段完成微流體控制，從而實現(xiàn)流動狀態(tài)下微量、可控、快速、高效的分離分析，在細胞分析中具有巨大的應用潛力。由于微流體控制是微流控技術(shù)的核心，因此開發(fā)新的適用于細胞分析的微流體控制技術(shù)，對于擴展微流控技術(shù)應用范圍以及提高細胞

2、分析水平具有重要意義。本論文即從發(fā)展新的微流體控制技術(shù)，應用于微流控細胞分析方面展開。
　　在論文第一章中，概述了微流體控制技術(shù)，以及微流控芯片細胞分析的常用流體控制技術(shù)，詳細介紹了用于細胞培養(yǎng)和分析的微流體控制技術(shù)，包括微流控芯片細胞灌注培養(yǎng)驅(qū)動技術(shù)，微流控芯片細胞分析濃度梯度形成技術(shù)，微流控芯片細胞分析液滴形成技術(shù)。并提出了本論文的工作目的和設計思想。
　　在論文第二章中，研制了一種滲透作用微泵，對微泵的流速穩(wěn)定性、工作

3、時間、泵壓等基本性能進行了考察。該微泵結(jié)構(gòu)簡單，造型小巧，無需外接能源，驅(qū)動液流無脈動。將微泵集成到微流控芯片上，實現(xiàn)了滲透微泵驅(qū)動的人大腸癌CCL-187細胞灌注培養(yǎng)，以及大腸癌細胞的特異性原位免疫熒光染色，證實細胞生長狀態(tài)良好。
　　在論文第三章中，提出一種大規(guī)模集成化的濃度梯度微流控芯片。該芯片具有高密度通道網(wǎng)絡，在20 s內(nèi)形成了上百種穩(wěn)定的濃度梯度，梯度模式多樣，分支通道濃度可定量計算，增加分支通道數(shù)目幾乎不增加芯片體積

4、。將該芯片用于藥物誘導細胞凋亡測試，在一次操作中實現(xiàn)了單藥64種濃度誘導HeLa細胞凋亡的測試，還能同時完成2種藥物單藥濃度梯度和雙藥混合濃度梯度共192種濃度誘導細胞凋亡的測試。
　　在論文第四章中，發(fā)展了一種微流控陣列化濃度梯度液滴形成芯片。對于2個入口5級混合通道的芯片，能夠同時生成64列33種梯度濃度的液滴陣列。液滴的平均直徑為40-50μm，體積約50 pL，不同陣列之間液滴尺寸的RSD小于7.0％。此濃度梯度液滴形成系