基于微流控芯片的激光驅(qū)動細胞分離技術(shù)研究.pdf

1、在生物和醫(yī)學研究中，分離不同類型的細胞一直是細胞研究的重要領(lǐng)域，可以給許多疾病的診斷和治療帶來巨大的便利，同時也將給生命科學研究帶來突破性進展。微流控芯片實驗室是一種引起廣泛關(guān)注的新興技術(shù)，它實現(xiàn)了在微納尺度對液體的操縱，可以應用于細胞及分子生物學等研究中。激光微操縱技術(shù)是以光壓和光鑷理論為基礎(chǔ)實現(xiàn)對細胞的操縱，該技術(shù)具有高效、不接觸、無損傷的優(yōu)點。結(jié)合微流控技術(shù)和激光微操縱技術(shù)實現(xiàn)高效新型的細胞分離具有重要的理論意義和實用價值。

2、>　　本文主要研究在微流控芯片基礎(chǔ)上結(jié)合激光驅(qū)動細胞以實現(xiàn)細胞的分離。通過對國內(nèi)外現(xiàn)狀的了解和大量的文獻總結(jié)，論文首先開展了聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流控芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計及制作工藝的研究，并在此基礎(chǔ)上探究了流體及細胞在微流控芯片中的行為，同時從理論和實驗兩方面探究了高聚焦的激光微束驅(qū)動細胞的方法，最后綜合微流控技術(shù)和激光驅(qū)動方法對集成細胞分離系統(tǒng)進行了設(shè)計和搭建。
　　首先文中探究了微流控芯片的制作方法并優(yōu)化加工工藝，選擇PDMS材

3、料作為芯片的制作耗材，并基于軟蝕刻技術(shù)和真空等離子鍵合方法設(shè)計芯片加工流程，最終實現(xiàn)微流控芯片的制作。另外探討了芯片中微流體的行為，并利用COMSOL軟件對水力聚焦形成單細胞流進行仿真實驗，在設(shè)計加工芯片基礎(chǔ)上搭建水力聚焦實驗系統(tǒng)，通過大量流體實驗，與仿真結(jié)果相互印證。
　　其次文中通過探究光鑷技術(shù)的發(fā)展和原理，分別從幾何光學方法、瑞利模型等方面進行了力學分析，并對激光通過光纖捕獲和驅(qū)動微粒進行了光場分析。另外搭建光學實驗平臺，通