細胞分離在生物化學分析和臨床醫(yī)學等領(lǐng)域具有重要作用。相比于傳統(tǒng)的離心、過濾、流式細胞術(shù)等方法,介電泳(DEP)細胞分離以其免標記、耗樣少、易于集成等優(yōu)勢而受到廣大研究人員的青睞。現(xiàn)有的介電泳細胞分離研究在電極結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工工藝方面均有不足,無法在產(chǎn)生高效介電泳力的同時滿足加工工藝的簡單快速和低成本需求。為了解決目前介電泳細胞分離芯片通量低、加工耗時、成本高的問題,本文提出了一套完整的介電泳細胞分離方案,通過巧妙的電極結(jié)構(gòu)設(shè)計和低成本易操作的導電聚合物電極材料實現(xiàn)了連續(xù)高通量的細胞分離。首先,本文設(shè)計了一種由上層滑軌和下層圓柱組成的3D電極結(jié)構(gòu),該電極能夠在整個通道深度內(nèi)產(chǎn)生高效的介電泳力,使目標細胞被吸引至滑軌電極側(cè)壁并沿滑軌滑動。這種電極以1 ml/h的樣品流速實現(xiàn)了高濃度的活、死細胞分離。此外,我們通過簡單的鏡像組合將原電極結(jié)構(gòu)擴展為V型電極,并以1.2ml/h的高流速從淋巴細胞中分離出了 Hela細胞(收集率為80.4%)。其次,本研究使用軟光刻技術(shù)和導電聚合物AgPDMS實現(xiàn)了電極與流道結(jié)構(gòu)的一步成型,操作簡單的同時節(jié)約了時間和經(jīng)濟成本。最后,作者利用圖像處理技術(shù)實現(xiàn)了實驗數(shù)據(jù)...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景與研究意義
    1.2 微流控芯片技術(shù)簡介
    1.3 微流控細胞分離技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 免疫捕獲細胞分離
        1.3.2 聲波細胞分離
        1.3.3 流體力細胞分離
        1.3.4 介電泳細胞分離
    1.4 本論文研究內(nèi)容
第二章 介電泳細胞分離芯片的設(shè)計與理論分析
    2.1 滑軌式電極及其芯片設(shè)計
    2.2 V型電極設(shè)計
    2.3 制備過程中對設(shè)計的適應(yīng)性修改
    2.4 介電泳細胞分離芯片的工作原理分析
        2.4.1 介電泳細胞分離芯片中細胞的受力分析
        2.4.2 滑動在電極兩側(cè)的細胞的運動差異性
    2.5 本章小結(jié)
第三章 介電泳細胞分離芯片的制備
    3.1 介電泳細胞分離芯片的掩模版設(shè)計與制作
    3.2 介電泳細胞分離芯片的加工過程
        3.2.1 模具的制作(光刻)
        3.2.2 制備一體化的流道-電極結(jié)構(gòu)(倒模)
        3.2.3 PDMS-AgPDMS一體化結(jié)構(gòu)與玻璃片鍵合
        3.2.4 小結(jié)
    3.3 介電泳細胞分離芯片外接導線
    3.4 本章小結(jié)
第四章 介電泳細胞分離芯片的測試與應(yīng)用
    4.1 實驗方法
        4.1.1 Hela細胞樣品制備
        4.1.2 死細胞處理方法
        4.1.3 淋巴細胞處理方法
        4.1.4 介電泳細胞分離芯片預處理
        4.1.5 實驗系統(tǒng)的搭建與設(shè)置
    4.2 單向滑軌電極的細胞滑動測試
        4.2.1 引言
        4.2.2 細胞滑動的影響因素——頻率
        4.2.3 細胞滑動的影響因素——電壓
        4.2.4 細胞滑動速度分析
    4.3 單向滑軌電極對細胞活性的影響
        4.3.1 CCK-8檢測原理
        4.3.2 經(jīng)單向滑軌電極收集所得細胞的活性判斷
    4.4 單向滑軌電極應(yīng)用—分離活、死細胞
        4.4.1 活細胞:死細胞=1:1
        4.4.2 活細胞:死細胞=10:1
        4.4.3 活細胞:死細胞=100:1
        4.4.4 活、死細胞分離總結(jié)
    4.5 V型滑軌電極應(yīng)用—分離淋巴細胞與癌細胞
    4.6 本章小結(jié)
第五章 數(shù)據(jù)處理方法改進
    5.1 主要算法介紹
        5.1.1 形態(tài)學處理
        5.1.2 連通域分析
        5.1.3 分水嶺算法
    5.2 具體程序?qū)崿F(xiàn)
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文
作者及導師簡介
附件



本文編號：3751754