發(fā)布時(shí)間：2020-04-12 02:21

【摘要】：細(xì)胞外微環(huán)境中的動(dòng)態(tài)生化信號(hào)對(duì)于細(xì)胞生理狀態(tài)具有重要的調(diào)控作用,動(dòng)態(tài)生化信號(hào)刺激下的細(xì)胞動(dòng)力學(xué)響應(yīng)已成為當(dāng)前細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)之一。細(xì)胞外微環(huán)境非常復(fù)雜,在體條件下的動(dòng)態(tài)信號(hào)監(jiān)測(cè)和調(diào)控極難實(shí)現(xiàn),在較大程度上限制了細(xì)胞動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的進(jìn)一步量化研究。近年來(lái),微流控芯片技術(shù)的發(fā)展為體外產(chǎn)生并調(diào)控動(dòng)態(tài)生化信號(hào)提供了新的機(jī)遇。大量的微流控芯片已被開(kāi)發(fā)用以產(chǎn)生動(dòng)態(tài)生化信號(hào),但目前基于動(dòng)態(tài)混合,普遍存在響應(yīng)緩慢、頻率較低的限制,而基于流量切換的方法僅能產(chǎn)生方波信號(hào)�；诖�,本論文提出一種基于流體力學(xué)原理的新型微流控芯片,可快速調(diào)控觀測(cè)點(diǎn)處的高頻動(dòng)態(tài)生化信號(hào)。首先,結(jié)合生成空間線性濃度梯度的經(jīng)典“圣誕樹(shù)”結(jié)構(gòu)和“Y”型微通道的特點(diǎn)進(jìn)行芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。將“圣誕樹(shù)”結(jié)構(gòu)作為“Y”型微通道的一個(gè)入口,為主通道提供穩(wěn)定的生化因子空間線性濃度梯度,“Y”型微通道的另一個(gè)入口作為控制入口,輸入流量動(dòng)態(tài)變化的緩沖液,分析觀測(cè)點(diǎn)處生化信號(hào)的動(dòng)態(tài)特性,并闡述其生成原理。其次,開(kāi)展流體力學(xué)仿真,研究微流控芯片內(nèi)生化因子的時(shí)空分布,考察不同波形和頻率動(dòng)態(tài)生化信號(hào)的生成和傳輸特性;搭建微流控芯片系統(tǒng),設(shè)計(jì)熒光素實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證仿真結(jié)果。最后,將本芯片應(yīng)用于細(xì)胞鈣響應(yīng)研究,測(cè)量并分析動(dòng)態(tài)生化信號(hào)作用下的細(xì)胞鈣動(dòng)力學(xué)響應(yīng),得到期望的鈣信號(hào)響應(yīng)規(guī)律,表明本設(shè)計(jì)芯片可為體外定量研究細(xì)胞動(dòng)力學(xué)響應(yīng)提供可靠平臺(tái)。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TN492;Q2-33

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