細(xì)胞檢測(cè)在重大疾病的預(yù)防、診斷以及療效評(píng)估等方面有著十分重要的作用。如今,癌癥和腦部神經(jīng)系統(tǒng)疾病已成為影響人類健康的兩大重要疾病。臨床上對(duì)于人體外周血中的腫瘤細(xì)胞的檢測(cè)和腦脊液中白細(xì)胞的檢測(cè)存在明顯不足。微流控芯片具有高通量、樣本需求量少、可以高度集成靈活多變的微流體通道和高度兼容性的檢測(cè)單元的優(yōu)勢(shì),將微流控芯片技術(shù)與細(xì)胞分離檢測(cè)相結(jié)合,將有利于實(shí)現(xiàn)重要細(xì)胞的分析檢測(cè),為臨床上細(xì)胞檢測(cè)提供新方法。本文的主要研究工作及結(jié)果如下:(1)設(shè)計(jì)了集成細(xì)胞分離、磁捕獲及原位熒光觀測(cè)于一體的多功能微流控芯片,其包含MOFF分離區(qū)和磁富集熒光檢測(cè)區(qū)。針對(duì)血細(xì)胞-HepG2混懸液樣本,通過(guò)優(yōu)化流體流速,在進(jìn)樣流速為50μL·min~(-1)時(shí),可以在芯片MOFF分離區(qū)分離除去大量血細(xì)胞,減少了其對(duì)HepG2細(xì)胞富集過(guò)程的干擾,并在檢測(cè)區(qū)利用外磁場(chǎng)對(duì)免疫磁珠標(biāo)記的HepG2細(xì)胞進(jìn)行二次富集。采用制備簡(jiǎn)單、生物相容性好的碳量子點(diǎn)(CQDs)對(duì)HepG2細(xì)胞進(jìn)行標(biāo)記,實(shí)現(xiàn)了可視化觀測(cè)。利用倒置熒光顯微鏡,采用人工計(jì)數(shù)的方法對(duì)捕獲到的微量HepG2細(xì)胞進(jìn)行了定量分析,樣本的捕獲效率達(dá)到88.5%±6.7%(n=20)。本方法集成了細(xì)胞的分離富集及熒光觀測(cè),通過(guò)微流控芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤細(xì)胞-血細(xì)胞樣本的分析檢測(cè),為CTCs臨床快速檢測(cè)提供基礎(chǔ)。(2)設(shè)計(jì)制作了用于人工腦脊液中白細(xì)胞分離富集-原位檢測(cè)的DEP微流控芯片,自主設(shè)計(jì)了具有四組陣列式叉指電極、一組拋物線電極的H構(gòu)型DEP微流控芯片,四組50對(duì)并聯(lián)的叉指金電極,長(zhǎng)度m=900μm,寬度為20μm,每對(duì)電極之間的間距n=15μm,拋物線電極半徑r=750μm,四分之一圓之間間隔t=55μm。搭建了人工腦脊液中白細(xì)胞DEP分離富集-原位拉曼/原位熒光檢測(cè)微系統(tǒng)。針對(duì)人工腦脊液中白細(xì)胞的分離富集從理論上進(jìn)行了論證,對(duì)自主設(shè)計(jì)的DEP微流控芯片的分離富集性能進(jìn)行檢測(cè),在激勵(lì)電壓5Vp-p、激勵(lì)頻率4MHz、樣本流速50μL·min~(-1)條件下,在自主設(shè)計(jì)的DEP微流控叉指電極和拋物線電極上,成功對(duì)人工腦脊液樣本中的白細(xì)胞進(jìn)行了分離富集,經(jīng)過(guò)四組叉指電極初步分離、拋物線電極二步富集后,捕獲效率為78.7%(n=3)。(3)基于自主設(shè)計(jì)的DEP微流控芯片上人工腦脊液中白細(xì)胞的分離富集與拉曼光譜儀的結(jié)合,采用微波法合成的銀溶膠對(duì)白細(xì)胞拉曼信號(hào)進(jìn)行放大作用,優(yōu)化了白細(xì)胞-銀溶膠相互作用時(shí)間6h,優(yōu)化了拉曼檢測(cè)參數(shù):積分時(shí)間10s、檢測(cè)功率70.2mW,實(shí)現(xiàn)了基于DEP微流控芯片的人工腦脊液中白細(xì)胞的分離富集-原位拉曼檢測(cè),成功獲得了477、511 cm~(-1)兩個(gè)白細(xì)胞特征峰,對(duì)富集后的白細(xì)胞進(jìn)行了定性檢測(cè)。(4)采用熒光標(biāo)記技術(shù),通過(guò)熒光試劑DTOC6(3)對(duì)人工腦脊液中白細(xì)胞的標(biāo)記,將自主設(shè)計(jì)的DEP微流控芯片與熒光化學(xué)發(fā)光微孔板檢測(cè)儀結(jié)合,成功獲得了芯片分離富集人工腦脊液中白細(xì)胞數(shù)量與熒光強(qiáng)度的關(guān)系,建立了標(biāo)準(zhǔn)曲線:y=0.0164x-0.0991,R~2=0.9928,并檢測(cè)出自主設(shè)計(jì)的微流控芯片拋物線電極處最大檢細(xì)胞測(cè)量為200個(gè)。采用實(shí)驗(yàn)建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)合成的白細(xì)胞-人工腦脊液樣本進(jìn)行檢測(cè),將扣除空白組所得的熒光強(qiáng)度值代入實(shí)驗(yàn)建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線,計(jì)算出細(xì)胞個(gè)數(shù)分別約為44.42、95.55、141.17,與三組合成樣本所含的細(xì)胞數(shù)目50、100、150進(jìn)行比較,準(zhǔn)確度分別為88.84%、95.55%、94.11%。與傳統(tǒng)臨床腦脊液檢測(cè)相比具有快速、高效多功能的優(yōu)勢(shì),為臨床腦脊液中細(xì)胞檢測(cè)提供了新方法。
【學(xué)位單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：R446
【部分圖文】：

該離心力可對(duì)血液中的 CTCs 進(jìn)行一步分離。使用癌細(xì)胞行最大程度的優(yōu)化后，在 3 mL h-1的通量的條件下實(shí)現(xiàn)了超過(guò)率。在第二類中，Sollier 等[27]開(kāi)發(fā)了一種具有多個(gè)伸縮儲(chǔ)層且平行排列的芯片結(jié)構(gòu)（圖 1.1F）。當(dāng)樣品流速具有高雷諾數(shù)（分離出大于臨界直徑的細(xì)胞，而小于臨界直徑的任何細(xì)胞則被成功地從乳腺癌和肺癌患者的血液中提取并定量了 CTCs，具有鐘分離 7.5 mL 全血），終濃度高（最終體積降至 300μL）的優(yōu)流體也被用于分離具有不同變形能力的細(xì)胞。Hur 等[28]設(shè)計(jì)了一，利用變形誘導(dǎo)力和慣性升力之間的平衡。與常規(guī)乳腺癌細(xì)胞（MCF-7 細(xì)胞具有較強(qiáng)的轉(zhuǎn)移潛能，盡管兩種細(xì)胞的直徑相 細(xì)胞傾向于朝中心線流動(dòng)。與其他兩種分離方法相比，基于慣接觸式方法。在分離過(guò)程中，細(xì)胞懸浮在流體中，不會(huì)接觸任將細(xì)胞損傷降至最低[29]。另一方面，基于慣性的細(xì)胞分離中升多個(gè)參數(shù)影響，包括通道尺寸、橫截面縱橫比、粒徑、流速和[27]。

)基于介電泳場(chǎng)流體分離（DEP-FFF）腫瘤細(xì)胞[40]；(B)使用多孔流分離（癌細(xì)胞分離的微流體裝置示意圖[46]；(C)使用光誘導(dǎo)介電泳（ODEP）力分離的微流體裝置示意圖[50].2 (A) A continuous-flow chamber based on dielectrophoretic field-flow-fractiF) to isolate tumor cells[40];(B) Schematic diagram of a microfluidic device fortion using multi-orifice flow fractionation (MOFF) and DEP[46];(C) An illustraluidic device using an optically induced-dielectrophoretic (ODEP) force for caisolation[50]于磁操控的細(xì)胞分離富集法磁操控分離富集細(xì)胞，已成為相對(duì)成熟和可靠的基于微流體的]。該方法使用磁場(chǎng)梯度來(lái)從樣品中選擇性地分離磁性顆粒標(biāo)記稱為免疫磁性技術(shù)。與慣性微流體和 DLD 等被動(dòng)水動(dòng)力學(xué)方法離主動(dòng)施加強(qiáng)磁場(chǎng)力來(lái)分離富集磁性顆粒標(biāo)記的靶細(xì)胞，減少粒相互作用對(duì)細(xì)胞分離的影響。因此，這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)更高的

過(guò)簡(jiǎn)單的磁篩選便可進(jìn)行細(xì)胞分離。在施加外部在孔邊緣，而未標(biāo)記的血細(xì)胞被流動(dòng)的液體除去現(xiàn)了人全血中 CTC 的分離，回收率高達(dá) 90％左接觸對(duì)于提高分離效率起著至關(guān)重要的作用。此成像和分析之后，分離的特殊細(xì)胞被釋放并收集磁富集需要對(duì)樣本進(jìn)行標(biāo)記前處理的問(wèn)題，Viov傳統(tǒng)免疫磁性分離方法。在標(biāo)記靶細(xì)胞的同時(shí)，形成圖案的磁阱，動(dòng)態(tài)地組裝成微流體通道中的有特定生物標(biāo)志物的細(xì)胞被組裝的磁珠捕獲。之應(yīng)用于 CTC 分離。雖然通過(guò)該方法避免了樣品制這種方法的機(jī)制類似于免疫捕獲的細(xì)胞分離，優(yōu)使用外部磁場(chǎng)進(jìn)行可控釋放和重建。為了實(shí)現(xiàn)樣，微流體磁裝置需要足夠強(qiáng)大的磁吸附力來(lái)克服響。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 莫建華,林斌;微流控芯片光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)集成化新進(jìn)展[J];光學(xué)儀器;2004年06期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 郝敦玲;芯片介電電泳細(xì)胞DEP富集過(guò)程研究[D];重慶大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2869385