【摘要】：本文設(shè)計(jì)了一種循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTCs)的分離富集染色方法,并且基于此方法實(shí)現(xiàn)了CTCs的分離富集染色裝置,對(duì)于腫瘤早期診斷、體外監(jiān)測(cè)、治療效果監(jiān)測(cè)、腫瘤復(fù)發(fā)監(jiān)測(cè)及存活時(shí)間判斷等具有重要和積極的作用。CTCs的出現(xiàn)可以致使腫瘤轉(zhuǎn)移并且最終導(dǎo)致腫瘤患者死亡。目前CTCs的分離技術(shù)包括密度梯度離心及微孔過濾等方法存在操作繁瑣、富集染色時(shí)間過長(zhǎng)、分離可靠性低等缺點(diǎn)。本課題針對(duì)這些問題設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于負(fù)壓原理通過μ-TAS過濾膜對(duì)CTCs進(jìn)行高效分離富集染色的實(shí)驗(yàn)裝置,具有高效且可靠性高等特點(diǎn)。本文首先在分析了CTCs分離富集染色裝置所需要實(shí)現(xiàn)的性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了完成相關(guān)分離富集染色操作所依賴的機(jī)械系統(tǒng),首先通過直流電機(jī)控制血樣試劑艙進(jìn)出放置血樣試劑管,之后在蠕動(dòng)泵抽吸力作用下將正常細(xì)胞與CTCs分離,隨后通過步進(jìn)電機(jī)控制取樣平臺(tái)的升降,在注射泵產(chǎn)生的抽吸力的作用下將染色劑注射至血樣試劑管內(nèi)完成對(duì)CTCs染色操作。其次在硬件電路方面為完成對(duì)蠕動(dòng)泵、注射泵、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)及傳感器等相關(guān)設(shè)備的控制,設(shè)計(jì)了下位機(jī)STM32芯片的電源供電電路、電平轉(zhuǎn)化電路、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、蠕動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)電路、注射泵通信電路、壓力傳感器驅(qū)動(dòng)電路、光電傳感器驅(qū)動(dòng)電路及液位開關(guān)電路。為完成人機(jī)交互操作,設(shè)計(jì)了基于上位機(jī)Smart210的LCD顯示電路。另外通過RS232通信電路完成上位機(jī)與下位機(jī)的通信。再次在軟件方面設(shè)計(jì)了下位機(jī)軟件及上位機(jī)軟件。在下位機(jī)軟件方面為控制各個(gè)硬件模塊設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序,在上位機(jī)軟件方面為用戶提供友好的人機(jī)交互體驗(yàn)設(shè)計(jì)了啟動(dòng)初始化界面、主界面、實(shí)驗(yàn)界面、參數(shù)設(shè)置界面及時(shí)間管理等界面。血樣控制參數(shù)及染色試劑控制參數(shù)通過該上位機(jī)軟件輸入,再由上位機(jī)通過RS232通信傳送給下位機(jī)從而控制相關(guān)硬件模塊,最終完成機(jī)械模塊的傳動(dòng)控制。最后通過EMC檢測(cè)驗(yàn)證了產(chǎn)品的可靠性,為完成CTCs分離富集染色實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了μ-TAS過濾膜的加工工藝,在完成該過濾膜的基礎(chǔ)上完成了加樣偏差實(shí)驗(yàn)、加樣重復(fù)度誤差實(shí)驗(yàn)、CTCs截流率實(shí)驗(yàn)及富集度實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該設(shè)備滿足使用的性能需求,課題研究成果將具有顯著的臨床應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH77;TP212

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本文編號(hào)：2648104