從樣品混合物中提純目標的細胞分離在生物醫(yī)學研究,臨床實踐以及國土安全需求（例如食品和水質(zhì)分析中的病原菌監(jiān)測）中起著關鍵作用。微流體細胞分離芯片使用小型化、集成化的設備提供了更高的分離純度和減少樣品量需求。介電泳（dielectrophoresis,DEP）在微流控技術中具有免標記進行細胞分離的優(yōu)勢。導電聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane,PDMS）作為材料的微流控芯片由于其簡單且低成本的軟光刻工藝受到研究者青睞。然而,現(xiàn)有的導電PDMS電極的芯片需要在半成品模板上進行額外的犧牲層光刻來分別制作電極和流道側(cè)壁。本文提出了一種新穎的微流控介電泳分離芯片,其三維電極和流體結(jié)構完全由銀-PDMS（AgPDMS）材料構建,并使用SU-8模具開發(fā)了低成本的一步成型工藝,無需額外的光刻步驟。本文提出的芯片具有獨特的兩層交叉指型電極,微電極結(jié)構不僅提供高效的介電泳電場,而且作為流道側(cè)壁并定義貫穿下層腔室的并行流道。實驗驗證了這種設計能夠構建空間不均勻的介電泳電場,從而在橫向和垂直方向上實現(xiàn)高效的細胞分離。實驗評估了上層電極厚度對于細胞捕獲效率的影響,按比例擴展電極單元的芯片在進行... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
學位論文數(shù)據(jù)集
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的背景與意義
    1.2 微流控細胞分離技術概述與研究現(xiàn)狀
        1.2.1 微濾
        1.2.2 慣性力
        1.2.3 壓縮流分離
        1.2.4 磁性分離
        1.2.5 聲學分離
        1.2.6 光學分離
    1.3 介電泳細胞分離技術概述與研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的研究內(nèi)容
第二章 介電泳細胞分離理論分析及細胞介電特性擬合
    2.1 介電泳理論
        2.1.1 偶極矩
        2.1.2 介電泳力
    2.2 微粒的受力分析
        2.2.1 重力和浮力
        2.2.2 斯托克斯力
        2.2.3 不同微粒的介電泳頻率響應
        2.2.4 微粒所受合力分析
    2.3 本章小結(jié)
第三章 介電泳微流控芯片的設計與加工
    3.1 介電泳微流控芯片的電極設計
    3.2 介電泳微流控芯片的整體設計
    3.3 介電泳微流控芯片的加工
        3.3.1 模具的制作(光刻)
        3.3.2 微電極-流道一體化結(jié)構制作
        3.3.3 芯片的鍵合封裝與電路連接
    3.4 本章小結(jié)
第四章 介電泳細胞分離實驗
    4.1 實驗系統(tǒng)搭建與實驗設置
    4.2 實驗材料制備
        4.2.1 聚苯乙烯微球溶液
        4.2.2 Hela細胞樣品準備
        4.2.3 紫杉醇藥物處理
        4.2.4 CCK細胞活性測定法
    4.3 細胞計數(shù)程序設計與實現(xiàn)
        4.3.1 輪廓檢測
        4.3.2 分水嶺算法
        4.3.3 越線檢測
        4.3.4 程序設計與實現(xiàn)
    4.4 本章小結(jié)
第五章 介電泳芯片的分離實驗結(jié)果分析
    5.1 芯片介電泳特性驗證
    5.2 芯片分離性能優(yōu)化
        5.2.1 微電極上層厚度優(yōu)化與無害性驗證
        5.2.2 微電極陣列規(guī)模優(yōu)化
        5.2.3 細胞計數(shù)程序應用
    5.3 紫杉醇藥物處理細胞活性實驗
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
研究成果及發(fā)表的學術論文
作者及導師簡介
附件


【參考文獻】：
碩士論文
[1]基于介電泳的船舶壓載水中微藻分離芯片研究[D]. 王偉.大連海事大學 2018
[2]基于分水嶺算法的白細胞分割研究[D]. 侯慧.湘潭大學 2016



本文編號：3431403