本文關(guān)鍵詞：包埋功能化納米纖維的微流控芯片用于癌細(xì)胞的捕獲研究　出處：《東華大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：循環(huán)腫瘤細(xì)胞(Circulating Tumor Cells,CTCs)是癌癥發(fā)生、發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是腫瘤遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)移的標(biāo)志。近年來,CTCs檢測已成為臨床研究的熱點(diǎn),并且檢測技術(shù)不斷提高。其中,微流控芯片由于具有微尺度、易集成和易于流體的操控等諸多優(yōu)勢,非常適于細(xì)胞的分選和捕獲,被越來越多的研究者應(yīng)用于CTCs分選。此外,納米纖維膜由于具有極大的比表面積和特異的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常易于細(xì)胞的粘附,在細(xì)胞捕獲領(lǐng)域也頗受關(guān)注。將納米纖維膜與微流控芯片相結(jié)合,有望綜合兩種技術(shù)的優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)CTCs的高效捕獲。本工作以包埋納米纖維膜的微流控芯片為平臺,用葉酸(Folic acid,FA)和透明質(zhì)酸(Hyaluronic acid,HA)為代表的靶向配體,對腫瘤細(xì)胞進(jìn)行特異性捕獲,并以人口腔表皮樣癌細(xì)胞KB和人宮頸癌細(xì)胞He La為模型對該平臺的細(xì)胞捕獲效果進(jìn)行了評價。結(jié)果顯示,該平臺具有較好的腫瘤細(xì)胞捕獲效果,有望成為一種新的CTCs捕獲技術(shù)應(yīng)用于腫瘤的早期診斷。在本課題組的前期工作中,已經(jīng)以樹狀大分子為媒介,在醋酸纖維素納米纖維表面修飾FA和HA,并在靜態(tài)條件下實(shí)現(xiàn)了腫瘤細(xì)胞的特異性捕獲。在前期工作的基礎(chǔ)上,本工作集成了微流控芯片和納米纖維膜,并在動態(tài)條件下對腫瘤細(xì)胞進(jìn)行捕獲。利用模型細(xì)胞,針對芯片長度、納米纖維膜厚度、流速等因素進(jìn)行了細(xì)胞捕獲效率的優(yōu)化,隨后利用摻入腫瘤細(xì)胞的全血作為模型,綜合評價了包埋納米纖維的微流控芯片平臺的功效。第二章主要是研究了葉酸修飾的納米纖維在微流控通道中對癌細(xì)胞的捕獲效應(yīng)。首先通過計算機(jī)輔助設(shè)計軟件(Auto CAD)設(shè)計出微流體芯片結(jié)構(gòu),然后通過光刻技術(shù)在單晶硅片上制作得到SU-8微流控芯片模具,最后通過翻模技術(shù)制備出PDMS微流控芯片。同時利用靜電紡絲技術(shù)制備出聚乳酸-聚羥基乙酸(PLGA)納米纖維膜,通過一系列的EDC偶聯(lián)反應(yīng)將FA成功修飾到納米纖維表面,然后使用掃描電鏡、核磁、紫外可見分光光度計、熒光顯微鏡、接觸角、傅里葉紅外等檢測手段對功能化的納米纖維膜進(jìn)行表征,結(jié)果顯示納米纖維形貌均勻一致,FA成功修飾到納米纖維膜表面。隨后,我們把修飾好的納米纖維膜包埋入微流控芯片的內(nèi)部,然后以葉酸受體高表達(dá)的KB細(xì)胞和低表達(dá)的L929細(xì)胞為模型,對微流控芯片特異性捕獲腫瘤細(xì)胞能力進(jìn)行了考察,比較了芯片長度,纖維膜厚度和流速等因素對腫瘤細(xì)胞捕獲效率的影響。結(jié)果顯示,捕獲效率隨流速增加而降低。纖維膜的厚度也會對捕獲效率造成影響,捕獲效率隨纖維的增厚而增加。但低流速和厚纖維膜,非特異性捕獲的細(xì)胞也較多。綜合評價捕獲效率和純度問題,利用5 min時間紡制的纖維膜,在1 m L h-1的流速條件下捕獲結(jié)果最為理想。在第三章中,我們首先通過靜電紡絲技術(shù)獲得形貌均勻,纖維尺寸在900 nm左右的聚乳酸-聚羥基乙酸(PLGA)納米纖維,并通過EDC偶聯(lián)反應(yīng)將多氨基化合物聚乙烯亞胺(PEI)修飾到納米纖維表面,然后以PEI為橋梁,將HA修飾到納米纖維表面,合成出具有靶向捕獲CD44受體高表達(dá)細(xì)胞的納米纖維膜。然后和制備好的微流控芯片進(jìn)行集成,把納米纖維膜包埋入納米纖維通道底部,利用He La細(xì)胞,在不同流速條件下對腫瘤細(xì)胞進(jìn)行捕獲。實(shí)驗結(jié)果表明,在培養(yǎng)液中,隨著流速的增大,細(xì)胞捕獲效率降低,在較低流速下,細(xì)胞捕獲率達(dá)到90%以上。然后利用裂解后紅細(xì)胞的血液摻入癌細(xì)胞作為樣品,對He La,KB,MCF7和A549四種癌細(xì)胞進(jìn)行捕獲的結(jié)果表明,該芯片對于多種癌細(xì)胞均能獲得較好的捕獲效果�？傊�,本課題研究了包埋配體功能化納米纖維的微流控芯片對癌細(xì)胞的捕獲,并獲得了較好的結(jié)果,為CTCs的捕獲和富集提供了新的方法,有望應(yīng)用于腫瘤的早期診斷。
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R730.4;TB383.1

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本文編號：1311115