本文關(guān)鍵詞：基于微流控芯片的低氧微環(huán)境對(duì)細(xì)胞毒性及代謝的研究

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【摘要】：低氧是最常見的腫瘤微環(huán)境,能夠代表不同癌癥的一個(gè)獨(dú)立的預(yù)后因素。盡管許多化療藥物在體外篩選研究過程中具有良好的藥理作用,但是由于腫瘤組織中氧氣濃度的減少,在臨床試驗(yàn)中觀察到化療藥物的低藥效或嚴(yán)重的排斥反應(yīng)。因此,腫瘤治療和藥物篩選時(shí)要考慮氧氣濃度的影響。本論文構(gòu)建了一個(gè)單通道氧氣濃度梯度微流控芯片,并應(yīng)用于研究?jī)煞N不同機(jī)理的抗癌藥物TPZ和順鉑在氧氣梯度下的細(xì)胞毒性。氧氣梯度是通過側(cè)通道化學(xué)吸氧反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的,試劑不直接與細(xì)胞接觸,對(duì)細(xì)胞無毒性。而且所得到的氧氣濃度梯度范圍2%-11%。在藥物試驗(yàn)中,TPZ在較低的氧氣濃度下引起更高的細(xì)胞死亡率,而順鉑則在較高的氧氣濃度下有較高的細(xì)胞毒性。該結(jié)果提示我們模擬缺氧微環(huán)境進(jìn)行腫瘤藥物篩選時(shí),需要考慮腫瘤細(xì)胞體內(nèi)的缺氧狀態(tài)。本論文構(gòu)建了一種三層的八通道氧氣梯度陣列微流控芯片,并通過固相萃取芯片與質(zhì)譜聯(lián)用。研究細(xì)胞在不同氧氣環(huán)境下的代謝行為。芯片設(shè)有八通道的陣列,構(gòu)造的氧氣濃度梯度范圍廣,可以同時(shí)觀察細(xì)胞在不同氧氣環(huán)境下的生理行為,可以一次性實(shí)現(xiàn)對(duì)照實(shí)驗(yàn)、多濃度梯度平行刺激以及多區(qū)域檢測(cè)。固相萃取芯片能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)乳酸分離富集,經(jīng)質(zhì)譜實(shí)時(shí)檢測(cè),低氧環(huán)境下乳酸分泌量不同。隨著氧氣濃度降低,乳酸呈增大趨勢(shì)。微流控芯片質(zhì)譜聯(lián)用平臺(tái)不僅能用熒光顯微鏡表征細(xì)胞形態(tài),還能通過質(zhì)譜對(duì)細(xì)胞代謝物進(jìn)行檢測(cè)。
【關(guān)鍵詞】：低氧 細(xì)胞毒性 氧氣梯度 微流控
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R96
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 引言7-31
• 1.1 微流控芯片的發(fā)展和制備7-15
• 1.1.1 微流控芯片的發(fā)展7-8
• 1.1.2 微流控芯片的材料8-10
• 1.1.3 微流控芯片的制備10-15
• 1.2 微流控技術(shù)在細(xì)胞分析中的應(yīng)用15-19
• 1.2.1 細(xì)胞培養(yǎng)15-16
• 1.2.2 微流控芯片細(xì)胞微環(huán)境的控制16-19
• 1.3 微流控芯片與氧氣濃度梯度19-28
• 1.3.1 氧氣控制的需求和動(dòng)力19-20
• 1.3.2 微流控氧氣濃度發(fā)生器20-28
• 1.4 低氧與腫瘤治療28-30
• 1.4.1 腫瘤低氧微環(huán)境28-29
• 1.4.2 HIF和腫瘤抗藥性29-30
• 1.5 本論文構(gòu)思及研究?jī)?nèi)容30-31
• 第二章 氧氣濃度梯度微流控芯片對(duì)腫瘤藥物的細(xì)胞毒性研究31-46
• 2.1 前言31-32
• 2.2 實(shí)驗(yàn)32-37
• 2.2.1 試劑和儀器32-33
• 2.2.2 微流控芯片設(shè)計(jì)與制作33-34
• 2.2.3 芯片上氧氣濃度梯度的測(cè)定與表征34-35
• 2.2.4 微流控芯片的修飾與細(xì)胞培養(yǎng)35-36
• 2.2.5 單一氧氣濃度梯度對(duì)細(xì)胞活性的影響36
• 2.2.6 氧氣梯度下腫瘤藥物的細(xì)胞毒性36
• 2.2.7 96孔板中常氧和低氧下腫瘤藥物的細(xì)胞毒性36-37
• 2.3 結(jié)果與討論37-45
• 2.3.1 氧氣濃度梯度的表征37-39
• 2.3.2 纖連蛋白修飾對(duì)細(xì)胞貼壁的影響39-40
• 2.3.3 單一氧氣濃度下細(xì)胞的存活率40-41
• 2.3.4 腫瘤藥物在氧氣梯度下的細(xì)胞毒性41-44
• 2.3.5 芯片外腫瘤藥物的細(xì)胞毒性44-45
• 2.4 小結(jié)45-46
• 第三章 氧氣濃度陣列微流控芯片與質(zhì)譜聯(lián)用研究腫瘤細(xì)胞的代謝46-62
• 3.1 前言46-47
• 3.2 實(shí)驗(yàn)47-53
• 3.2.1 儀器和試劑47-48
• 3.2.2 芯片設(shè)計(jì)和制作48-51
• 3.2.3 缺氧模型的建立51
• 3.2.4 微流控芯片上的細(xì)胞培養(yǎng)51-52
• 3.2.5 纖連蛋白濃度的優(yōu)化52
• 3.2.6 PDMS的剛性的優(yōu)化52
• 3.2.7 腫瘤藥物細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)52
• 3.2.8 樣品配制與前處理52-53
• 3.2.9 低氧環(huán)境下細(xì)胞代謝物的檢測(cè)53
• 3.3 結(jié)果與討論53-61
• 3.3.1 氧氣濃度梯度的建立與表征53-55
• 3.3.3 纖連蛋白修飾濃度對(duì)細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)的影響55-56
• 3.3.4 PDMS膜剛性對(duì)細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)的影響56-57
• 3.3.5 低氧環(huán)境下腫瘤細(xì)胞的藥物敏感性57-59
• 3.3.6 固相萃取芯片的萃取效果59-60
• 3.3.7 微流控芯片與質(zhì)譜聯(lián)用測(cè)定乳酸60-61
• 3.4 小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-71
• 攻讀學(xué)位期間研究成果71-72
• 主要符號(hào)對(duì)照表72-73
• 致謝73-74

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