【摘要】：隨著生殖細胞、干細胞以及免疫細胞等生物樣品在臨床疾病治療和科學研究領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用,低溫保存面臨越來越多的微量體積生物樣品,而現(xiàn)有的技術(shù)或者方法處理效果并不理想,系統(tǒng)效率需要顯著提高才能滿足實際需求。溶液單次經(jīng)過這些裝置處理,難以充分添加/去除低溫保護劑。本文基于自發(fā)的“濃縮—稀釋”效應(yīng)開發(fā)了一款新的膜式微流控系統(tǒng),實現(xiàn)高效、安全地為微量體積生物樣品添加/去除低溫保護劑。對于所提出的方法,主要研究工作如下:1、芯片與系統(tǒng)設(shè)計:基于流體動力學和正交試驗設(shè)計原理,仿真優(yōu)化微流道相關(guān)幾何參數(shù),得到最優(yōu)微流控芯片設(shè)計方案;然后,進行了多通道注射泵運動結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、限位系統(tǒng)等的詳細設(shè)計,建立基于STM32開發(fā)板的控制平臺,應(yīng)用Keil uVision5軟件編制控制程序,軟硬件聯(lián)調(diào),實現(xiàn)整個樣機的集成。最后,對注射泵進行了運行速度和流量精度測試,結(jié)果表明其精度達到97%以上,初步符合實驗需求,可以很好地應(yīng)用于下一步低溫保護劑處理實驗;2、膜式微流控系統(tǒng)傳質(zhì)特性研究:建立了流體流動和跨細胞膜傳質(zhì)理論模型,仿真分析不同傳質(zhì)參數(shù)對低溫保護劑濃度和細胞體積動態(tài)變化的影響,得到最優(yōu)的處理條件。開展了無細胞實驗驗證理論模型的準確性。分析表明,仿真計算數(shù)據(jù)與實驗結(jié)果吻合良好;溶液濃度分布、輸出特性實驗研究則進一步說明系統(tǒng)可以可控、高效地處理低溫保護劑;3、紅細胞低溫保護劑處理的實驗研究:經(jīng)過理論和無細胞研究實驗掌握了系統(tǒng)傳質(zhì)的基本特性,進行了一系列的細胞實驗,進一步分析系統(tǒng)的實際性能。實驗結(jié)果表明,系統(tǒng)可在8min左右實現(xiàn)50ml紅細胞懸浮液低溫保護劑的添加工作,整個處理階段,紅細胞懸浮液溶液濃度逐漸持續(xù)變化,且最終細胞回收率達到93.78%。上述研究結(jié)果表明:所提出的膜式微流控系統(tǒng)能夠有效實現(xiàn)微量體積生物樣品低溫保護劑的平穩(wěn)、可控添加/去除處理,有望大幅度提高微量體積生物樣品低溫保護劑處理的效率和效果。
【圖文】：

圖 1-1ACP 215 全自動細胞處理儀式處理方法是一種應(yīng)用具有選擇透過性的膜分離/濃縮物質(zhì)的 所示。膜作為分離或者濃縮的媒介，原料側(cè)的物質(zhì)差、電位差以及濃度差）作用下跨膜傳質(zhì)，從而膜原料側(cè) 滲透物相1 相2

第一章 緒論的微流控技術(shù)應(yīng)用于 CPAs 的添加/去除[55-58]。開發(fā)的系統(tǒng)利用股平行流（包括細胞流），CPAs 在溶液濃度差的作用下在液體假設(shè)細胞沿著通道移動和 CPAs 的濃度逐漸平穩(wěn)變化，從而使細擊最小。但傳質(zhì)效率低、交界面處細胞遭受滲透損傷，從而限。基于膜分離技術(shù)和微流控技術(shù)的 CPAs 處理方法也得到嘗試[6現(xiàn)低溫保護劑的簡單安全的處理開辟了新的道路。然而，，目前系統(tǒng)效率需要顯著提高才能滿足實際需求。溶液單次經(jīng)過這些裝去除 CPAs。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TH77

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 孔慶豪;齊偉明;曾葉;滕政學;章忠敏;;醫(yī)用生物材料的低溫保存研究[J];低溫與超導;2011年10期

2 張曉光;趙剛;丁衛(wèi)平;劉忠;楊基明;高大勇;;透析法去除紅細胞滲透性低溫保護劑的實驗研究[J];中國生物醫(yī)學工程學報;2008年01期

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 喬赫元;低溫保護劑去除方法與若干相關(guān)問題研究[D];中國科學技術(shù)大學;2015年

本文編號：2692771