本文關鍵詞：PDMS表面生物分子修飾及其在細胞學中的應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：基于聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane, PDMS)的諸多優(yōu)點如：彈性、生物相容性、透氣性、透光性、易于加工、加工成本低和相對較高的化學惰性等,PDMS仍然是微流控領域廣泛應用的材料。然而,未經修飾的PDMS表面具有疏水性,限制了其在微流控裝置中的進一步應用。為此,需要采用合適的表面修飾以改善PDMS表面的親水性使其更好地輸送液體和減少非特異性蛋白或疏水物質的吸附。近年來,在PDMS表面修飾具有分子識別性能的生物分子如抗原抗體、酶和核酸等并開發(fā)其在生物領域的應用引起越來越多的關注。 第一章綜述了近年來PDMS表面修飾的方法,分為表面改性法和表面圖案化。表面改性法主要有：氣相處理(Gas-phase processing)、硅烷化(Silanization))、層層組裝(Layer-by-layer, LBL)、動態(tài)表面改性(Dynamic surface modification)和接枝共聚處理(Graft polymerization)等。表面圖案化的方法主要有：地形圖案化(Topographical patterning)、化學圖案化(Chemical patterning)和基于納米材料的圖案化(Patterning with nanomaterials)等。此外,概述了PDMS表面修飾,特別是生物分子修飾,在酶微反應器(Enzyme microreactors)、免疫分析(Immunoassays)、DNA雜交(DNA hybridization)和細胞培養(yǎng)(Cell culture)等生物學上的應用。 在第二章在前期的工作的基礎上,采用物理化學共同修飾的方法,即納米壓印技術和接枝共聚法,將生物小分子葉酸(Folic acid或folate, FA)修飾到有納米結構的PDMS表面并考察其在微納流控細胞學中的應用。采用FTIR, AFM和接觸角等方法表征被修飾的PDMS表面性質,并通過倒置熒光顯微鏡、高分辨透射電鏡、AO/PI雙染色法、血細胞計數法和MTT法等考察葉酸修飾的有納米結構的PDMS對人宮頸癌細胞(Human cervical carcinoma cell, HeLa)行為的影響。實驗結果表明,葉酸和納米結構對HeLa細胞的生長和細胞活力均有促進作用。這是第一次將小分子葉酸修飾到PDMS表面以改善其表面性質。 第三章在第二章工作的基礎上通過殼聚糖(Chitosan, CS),將葉酸修飾到納米結構的PDMS表面,制作成微流控芯片。再基于葉酸和癌細胞表面葉酸受體的親和作用,捕獲腫瘤細胞。將生物分子修飾到PDMS表面并應用于細胞捕獲的研究,進一步拓寬了PDMS在生物細胞學上的應用。初步試驗了PDMS-PDMS微流控芯片上循環(huán)腫瘤細胞的在線捕獲,雖然細胞捕獲率不高,但為進一步探索PDMS表面特異性較強的抗原、抗體等生物修飾并開發(fā)其在循環(huán)腫瘤細胞的分離和捕獲方面的應用提供了良好的基礎。 第四章的工作中,采用物理化學共同修飾的方法,即納米印記技術、等離子體處理和聚合物修飾等,將生物分子透明質酸(Hyaluronic acid或hyaluronan,HA)修飾到PDMS表面,考察了HA修飾對PDMS表面改性及其對SKOV-3細胞行為的影響�；贖A與循環(huán)腫瘤細胞表面的CD44的相互作用,生物分子HA的修飾能使PDMS促進SKOV-3(?)田胞的生長,具有良好的生物相容性。本項工作為進一步探索HA修飾的微流控循環(huán)腫瘤細胞篩選和分離系統(tǒng)奠定了基礎。
【關鍵詞】：PDMS 納米結構 生物分子修飾 葉酸 透明質酸 細胞培養(yǎng)
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：Q26;O634.41
【目錄】：

• 摘要7-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 緒論11-32
• 摘要11
• §1.1 引言11-12
• §1.2 PDMS表面改性方法12-18
• §1.2.1 氣相處理(Gas-phase processing)12-14
• §1.2.1.1 等離子處理(Plasma treatment)12-13
• §1.2.1.2 紫外處理(UV treatment)13
• §1.2.1.3 化學氣相沉積(Chemical vapor deposition,CVD)13-14
• §1.2.2 硅烷化(Silanization)14-15
• §1.2.3 層層自組裝(Layer-by-layer,LBL)15-16
• §1.2.4 動態(tài)表面改性(Dynamic surface modification)16-17
• §1.2.5 接枝共聚(Graft polymerization)17-18
• §1.3 PDMS表面圖案化18-20
• §1.3.1 地形圖案化(Topographical patterning)18
• §1.3.2 化學圖案化(Chemical patterning)18-19
• §1.3.3 基于納米材料的圖案化(Patterning with nanomaterials)19-20
• §1.4 PDMS表面生物分子修飾在生物學上的應用20-26
• §1.4.1 酶微反應器(Enzyme microreactors)20-21
• §1.4.2 免疫分析(Immunoassays)21-24
• §1.4.3 DNA雜交(DNA hybridization)24-25
• §1.4.4 細胞培養(yǎng)(Cell culture)25-26
• §1.5 小結26-27
• 參考文獻27-32
• 第二章 葉酸修飾的納米結構的PDMS及與細胞的相互作用32-52
• 摘要32
• §2.1 引言32-34
• §2.2 實驗部分34-37
• §2.2.1 試劑與儀器34-35
• §2.2.2 實驗步驟35-37
• §2.2.2.1 PDMS表面納米結構的制備35
• §2.2.2.2 納米結構的PDMS表面的硅烷化35
• §2.2.2.3 納米結構的PDMS表面的葉酸修飾35
• §2.2.2.4 葉酸修飾的納米結構的PDMS表面的表征35-36
• §2.2.2.5 細胞培養(yǎng)36
• §2.2.2.6 細胞培養(yǎng)的表征36-37
• §2.3 結果與討論37-45
• §2.3.1 PDMS表面葉酸修飾37-39
• §2.3.239-42
• §2.3.2.2 AFM39
• §2.3.2.3 接觸角的測量39-42
• §2.3.3 細胞培養(yǎng)42-45
• §2.3.3.1 細胞光學圖43
• §2.3.3.2 細胞SEM圖43-44
• §2.3.3.3 細胞AO/PI染色44
• §2.3.3.4 細胞計數44
• §2.3.3.5 MTT44-45
• §2.4 小結45-47
• 參考文獻47-52
• 第三章 葉酸修飾的PDMS微流控芯片的制作及對癌細胞的捕獲52-59
• 摘要52
• §3.1 引言52-53
• §3.2 實驗部分53-55
• §3.2.1 試劑與儀器53
• §3.2.2 實驗步驟53-55
• §3.2.2.1 SU-8硅陽模的制作53
• §3.2.2.2 PDMS通道表面殼聚糖和葉酸的修飾53-54
• §3.2.2.3 PDMS-PDMS芯片的制作54
• §3.2.2.4 細胞在通道中的捕獲54-55
• §3.3 實驗結果和討論55-56
• §3.3.1 PDMS-PDMS微流控芯片的制作55-56
• §3.3.2 HeLa細胞捕獲的初步試驗56
• §3.4 小結56-57
• 參考文獻57-59
• 第四章 透明質酸修飾的納米結構的PDMS及與細胞的相互作用59-68
• 摘要59
• §4.1 引言59-60
• §4.2 實驗部分60-62
• §4.2.1 試劑與儀器60-61
• §4.2.2 實驗步驟61-62
• §4.2.2.1 PDMS表面納米結構的制備61
• §4.2.2.2 納米結構的PDMS表面的HA修飾61
• §4.2.2.3 HA修飾的納米結構的PDMS表面的表征61
• §4.2.2.4 細胞培養(yǎng)61-62
• §4.3 結果與討論62-65
• §4.3.1 接觸角的測量62-64
• §4.3.2 細胞培養(yǎng)64-65
• §4.4 小結65-66
• 參考文獻66-68
• 致謝68-69
• 攻讀碩士學位期間所完成的論文69-71

【共引文獻】

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本文編號：402510