細(xì)胞檢測在重大疾病的預(yù)防、診斷以及療效評估等方面有著十分重要的作用。如今,癌癥和腦部神經(jīng)系統(tǒng)疾病已成為影響人類健康的兩大重要疾病。臨床上對于人體外周血中的腫瘤細(xì)胞的檢測和腦脊液中白細(xì)胞的檢測存在明顯不足。微流控芯片具有高通量、樣本需求量少、可以高度集成靈活多變的微流體通道和高度兼容性的檢測單元的優(yōu)勢,將微流控芯片技術(shù)與細(xì)胞分離檢測相結(jié)合,將有利于實現(xiàn)重要細(xì)胞的分析檢測,為臨床上細(xì)胞檢測提供新方法。本文的主要研究工作及結(jié)果如下:(1)設(shè)計了集成細(xì)胞分離、磁捕獲及原位熒光觀測于一體的多功能微流控芯片,其包含MOFF分離區(qū)和磁富集熒光檢測區(qū)。針對血細(xì)胞-HepG2混懸液樣本,通過優(yōu)化流體流速,在進(jìn)樣流速為50μL·min~(-1)時,可以在芯片MOFF分離區(qū)分離除去大量血細(xì)胞,減少了其對HepG2細(xì)胞富集過程的干擾,并在檢測區(qū)利用外磁場對免疫磁珠標(biāo)記的HepG2細(xì)胞進(jìn)行二次富集。采用制備簡單、生物相容性好的碳量子點(CQDs)對HepG2細(xì)胞進(jìn)行標(biāo)記,實現(xiàn)了可視化觀測。利用倒置熒光顯微鏡,采用人工計數(shù)的方法對捕獲到的微量HepG2細(xì)胞進(jìn)行了定量分析,樣本的捕獲效率達(dá)到88.5%±6.7%(n=20)。本方法集成了細(xì)胞的分離富集及熒光觀測,通過微流控芯片實現(xiàn)對腫瘤細(xì)胞-血細(xì)胞樣本的分析檢測,為CTCs臨床快速檢測提供基礎(chǔ)。(2)設(shè)計制作了用于人工腦脊液中白細(xì)胞分離富集-原位檢測的DEP微流控芯片,自主設(shè)計了具有四組陣列式叉指電極、一組拋物線電極的H構(gòu)型DEP微流控芯片,四組50對并聯(lián)的叉指金電極,長度m=900μm,寬度為20μm,每對電極之間的間距n=15μm,拋物線電極半徑r=750μm,四分之一圓之間間隔t=55μm。搭建了人工腦脊液中白細(xì)胞DEP分離富集-原位拉曼/原位熒光檢測微系統(tǒng)。針對人工腦脊液中白細(xì)胞的分離富集從理論上進(jìn)行了論證,對自主設(shè)計的DEP微流控芯片的分離富集性能進(jìn)行檢測,在激勵電壓5Vp-p、激勵頻率4MHz、樣本流速50μL·min~(-1)條件下,在自主設(shè)計的DEP微流控叉指電極和拋物線電極上,成功對人工腦脊液樣本中的白細(xì)胞進(jìn)行了分離富集,經(jīng)過四組叉指電極初步分離、拋物線電極二步富集后,捕獲效率為78.7%(n=3)。(3)基于自主設(shè)計的DEP微流控芯片上人工腦脊液中白細(xì)胞的分離富集與拉曼光譜儀的結(jié)合,采用微波法合成的銀溶膠對白細(xì)胞拉曼信號進(jìn)行放大作用,優(yōu)化了白細(xì)胞-銀溶膠相互作用時間6h,優(yōu)化了拉曼檢測參數(shù):積分時間10s、檢測功率70.2mW,實現(xiàn)了基于DEP微流控芯片的人工腦脊液中白細(xì)胞的分離富集-原位拉曼檢測,成功獲得了477、511 cm~(-1)兩個白細(xì)胞特征峰,對富集后的白細(xì)胞進(jìn)行了定性檢測。(4)采用熒光標(biāo)記技術(shù),通過熒光試劑DTOC6(3)對人工腦脊液中白細(xì)胞的標(biāo)記,將自主設(shè)計的DEP微流控芯片與熒光化學(xué)發(fā)光微孔板檢測儀結(jié)合,成功獲得了芯片分離富集人工腦脊液中白細(xì)胞數(shù)量與熒光強(qiáng)度的關(guān)系,建立了標(biāo)準(zhǔn)曲線:y=0.0164x-0.0991,R~2=0.9928,并檢測出自主設(shè)計的微流控芯片拋物線電極處最大檢細(xì)胞測量為200個。采用實驗建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線對合成的白細(xì)胞-人工腦脊液樣本進(jìn)行檢測,將扣除空白組所得的熒光強(qiáng)度值代入實驗建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線,計算出細(xì)胞個數(shù)分別約為44.42、95.55、141.17,與三組合成樣本所含的細(xì)胞數(shù)目50、100、150進(jìn)行比較,準(zhǔn)確度分別為88.84%、95.55%、94.11%。與傳統(tǒng)臨床腦脊液檢測相比具有快速、高效多功能的優(yōu)勢,為臨床腦脊液中細(xì)胞檢測提供了新方法。
【學(xué)位單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：R446
【部分圖文】：

該離心力可對血液中的 CTCs 進(jìn)行一步分離。使用癌細(xì)胞行最大程度的優(yōu)化后，在 3 mL h-1的通量的條件下實現(xiàn)了超過率。在第二類中，Sollier 等[27]開發(fā)了一種具有多個伸縮儲層且平行排列的芯片結(jié)構(gòu)（圖 1.1F）。當(dāng)樣品流速具有高雷諾數(shù)（分離出大于臨界直徑的細(xì)胞，而小于臨界直徑的任何細(xì)胞則被成功地從乳腺癌和肺癌患者的血液中提取并定量了 CTCs，具有鐘分離 7.5 mL 全血），終濃度高（最終體積降至 300μL）的優(yōu)流體也被用于分離具有不同變形能力的細(xì)胞。Hur 等[28]設(shè)計了一，利用變形誘導(dǎo)力和慣性升力之間的平衡。與常規(guī)乳腺癌細(xì)胞（MCF-7 細(xì)胞具有較強(qiáng)的轉(zhuǎn)移潛能，盡管兩種細(xì)胞的直徑相 細(xì)胞傾向于朝中心線流動。與其他兩種分離方法相比，基于慣接觸式方法。在分離過程中，細(xì)胞懸浮在流體中，不會接觸任將細(xì)胞損傷降至最低[29]。另一方面，基于慣性的細(xì)胞分離中升多個參數(shù)影響，包括通道尺寸、橫截面縱橫比、粒徑、流速和[27]。

)基于介電泳場流體分離（DEP-FFF）腫瘤細(xì)胞[40]；(B)使用多孔流分離（癌細(xì)胞分離的微流體裝置示意圖[46]；(C)使用光誘導(dǎo)介電泳（ODEP）力分離的微流體裝置示意圖[50].2 (A) A continuous-flow chamber based on dielectrophoretic field-flow-fractiF) to isolate tumor cells[40];(B) Schematic diagram of a microfluidic device fortion using multi-orifice flow fractionation (MOFF) and DEP[46];(C) An illustraluidic device using an optically induced-dielectrophoretic (ODEP) force for caisolation[50]于磁操控的細(xì)胞分離富集法磁操控分離富集細(xì)胞，已成為相對成熟和可靠的基于微流體的]。該方法使用磁場梯度來從樣品中選擇性地分離磁性顆粒標(biāo)記稱為免疫磁性技術(shù)。與慣性微流體和 DLD 等被動水動力學(xué)方法離主動施加強(qiáng)磁場力來分離富集磁性顆粒標(biāo)記的靶細(xì)胞，減少粒相互作用對細(xì)胞分離的影響。因此，這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)更高的

過簡單的磁篩選便可進(jìn)行細(xì)胞分離。在施加外部在孔邊緣，而未標(biāo)記的血細(xì)胞被流動的液體除去現(xiàn)了人全血中 CTC 的分離，回收率高達(dá) 90％左接觸對于提高分離效率起著至關(guān)重要的作用。此成像和分析之后，分離的特殊細(xì)胞被釋放并收集磁富集需要對樣本進(jìn)行標(biāo)記前處理的問題，Viov傳統(tǒng)免疫磁性分離方法。在標(biāo)記靶細(xì)胞的同時，形成圖案的磁阱，動態(tài)地組裝成微流體通道中的有特定生物標(biāo)志物的細(xì)胞被組裝的磁珠捕獲。之應(yīng)用于 CTC 分離。雖然通過該方法避免了樣品制這種方法的機(jī)制類似于免疫捕獲的細(xì)胞分離，優(yōu)使用外部磁場進(jìn)行可控釋放和重建。為了實現(xiàn)樣，微流體磁裝置需要足夠強(qiáng)大的磁吸附力來克服響。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 莫建華,林斌;微流控芯片光學(xué)檢測系統(tǒng)集成化新進(jìn)展[J];光學(xué)儀器;2004年06期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 郝敦玲;芯片介電電泳細(xì)胞DEP富集過程研究[D];重慶大學(xué);2008年

本文編號：2869385