基于微流控芯片的細胞內(nèi)鈣離子檢測及細胞驅(qū)動技術(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間大幅縮短，檢測分辨率顯著提高以及消耗和成本大幅降低?；谝陨蟽?yōu)點，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。鈣離子為細胞中第二信使，是細胞進行各種生命活動的主要調(diào)節(jié)樞紐之一，在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中發(fā)揮著重要作用。某些疾病的發(fā)生、發(fā)展往往是由于細胞內(nèi)鈣離子濃度異常所致，通過準確測量細胞內(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)基金資助項目“用于活體細胞內(nèi)鈣離子測量的微流控芯片及檢測系統(tǒng)研究”的資助下，以微流控芯片為載體利用比值熒光法對細胞內(nèi)鈣離子濃度進行測量，并研究了物理性刺激對血管內(nèi)皮細胞和滑膜細胞內(nèi)鈣離子濃度的影響，為揭示一些疾病的發(fā)病機制和病變過程提供實驗依據(jù)，對疾病的治療起到指導(dǎo)作用。同時，論文在研究了光鑷技術(shù)理論的基礎(chǔ)上搭建了光鑷實驗平臺，并利用此平

3、臺成功地實現(xiàn)了光鑷在微流控芯片中對酵母菌細胞和血紅細胞的穩(wěn)定捕陷，分別在軸向和橫向?qū)ξ⒘＿M行了操縱，為微流控芯片內(nèi)細胞的驅(qū)動開辟一條新的途徑。
　　 本文的創(chuàng)新性工作包括：
　　 1．在對微流控芯片技術(shù)研究的基礎(chǔ)上設(shè)計制作了用于測量細胞內(nèi)鈣離子濃度的微流控芯片。針對傳統(tǒng)的進樣方法嚴重影響芯片通道內(nèi)液體壓力平衡而導(dǎo)致細胞無法停留的缺點改進了細胞的加載方式。使用移液器將一定濃度的細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)動細胞進入芯片通道并到達檢測區(qū)域。
　　 2．在對微流控芯片的應(yīng)用進行研究的基礎(chǔ)上，提出了利用微流控芯片檢測細胞內(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量了滑膜細胞內(nèi)鈣離子濃度，并研究了鉀離子對細胞內(nèi)鈣離子濃度的影響。實驗證明了利用微流控芯片定量檢測細胞內(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細胞內(nèi)鈣離子濃度的影響，得出了熱刺激和剪切力都會