基于微流控芯片的細(xì)胞內(nèi)鈣離子檢測(cè)及細(xì)胞驅(qū)動(dòng)技術(shù)的研究.pdf

1、微流控芯片由于其集成化和微型化使得樣品處理時(shí)間大幅縮短，檢測(cè)分辨率顯著提高以及消耗和成本大幅降低。基于以上優(yōu)點(diǎn)，微流控芯片在化學(xué)方面、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)方面、光學(xué)方面和信息學(xué)方面得到了廣泛的應(yīng)用。鈣離子為細(xì)胞中第二信使，是細(xì)胞進(jìn)行各種生命活動(dòng)的主要調(diào)節(jié)樞紐之一，在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中發(fā)揮著重要作用。某些疾病的發(fā)生、發(fā)展往往是由于細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度異常所致，通過準(zhǔn)確測(cè)量細(xì)胞內(nèi)游離鈣離子的濃度，可以提供它與疾病間相關(guān)聯(lián)的直接證據(jù)，有助于疾病的診斷、治療和愈后

2、判斷，因此研究鈣離子濃度與細(xì)胞功能的關(guān)系具有十分重要的意義。
　　 本論文是在天津市自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“用于活體細(xì)胞內(nèi)鈣離子測(cè)量的微流控芯片及檢測(cè)系統(tǒng)研究”的資助下，以微流控芯片為載體利用比值熒光法對(duì)細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度進(jìn)行測(cè)量，并研究了物理性刺激對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞和滑膜細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的影響，為揭示一些疾病的發(fā)病機(jī)制和病變過程提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)，對(duì)疾病的治療起到指導(dǎo)作用。同時(shí)，論文在研究了光鑷技術(shù)理論的基礎(chǔ)上搭建了光鑷實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并利用此平

3、臺(tái)成功地實(shí)現(xiàn)了光鑷在微流控芯片中對(duì)酵母菌細(xì)胞和血紅細(xì)胞的穩(wěn)定捕陷，分別在軸向和橫向?qū)ξ⒘＿M(jìn)行了操縱，為微流控芯片內(nèi)細(xì)胞的驅(qū)動(dòng)開辟一條新的途徑。
　　 本文的創(chuàng)新性工作包括：
　　 1．在對(duì)微流控芯片技術(shù)研究的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)制作了用于測(cè)量細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的微流控芯片。針對(duì)傳統(tǒng)的進(jìn)樣方法嚴(yán)重影響芯片通道內(nèi)液體壓力平衡而導(dǎo)致細(xì)胞無(wú)法停留的缺點(diǎn)改進(jìn)了細(xì)胞的加載方式。使用移液器將一定濃度的細(xì)胞溶液注入芯片的入口池，利用管道出入口的液面

4、差產(chǎn)生的液體靜壓力驅(qū)動(dòng)細(xì)胞進(jìn)入芯片通道并到達(dá)檢測(cè)區(qū)域。
　　 2．在對(duì)微流控芯片的應(yīng)用進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，提出了利用微流控芯片檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的具體方案，開發(fā)了熒光顯微成像系統(tǒng)，以此在微流控芯片中測(cè)量了滑膜細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度，并研究了鉀離子對(duì)細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的影響。實(shí)驗(yàn)證明了利用微流控芯片定量檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)的鈣離子濃度的可行性。
　　 3．利用熒光顯微成像系統(tǒng)研究了物理性刺激對(duì)細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的影響，得出了熱刺激和剪切力都會(huì)