本文選題：微流體技術(shù)　切入點：流動聚焦　出處：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：傳統(tǒng)藥物微載體的制備方法存在包裹率低、顆粒分散性差以及包裹成分不可控等缺陷,流動聚焦(Flow Focusing,FF)技術(shù)作為微流體技術(shù)中一個非常重要的組成部分,以其易操作、技術(shù)穩(wěn)定、包裹率高、材料適用性廣以及環(huán)境條件的要求不苛刻等優(yōu)勢有望廣泛應(yīng)用于各類藥物微載體的制備。本文利用流動聚焦技術(shù)制備了包裹全氟碳化合物(Perfluorocarbon,PFC)、吲哚菁綠(Indocyanine Green,ICG)、磁性納米顆粒(Magnetic Nanoparticles,MNPs)等材料的多功能微載體,并研究其在超聲影像、可控激發(fā)、熒光影像、藥物傳輸、磁控分離、體外靶向等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域上的應(yīng)用。具體內(nèi)容如下:1.利用基于液滴的微流控芯片流動聚焦技術(shù)制備了刺激響應(yīng)性微液滴(Stimuli-Responsive Microdroplets,SRMs)。SRMs 可以在外界刺激下進(jìn)行快速的液-氣相變以及體積膨脹,SRMs的內(nèi)核為分散有納米銀粒子(Silver nanoparticles,SNPs)的PFC,SRMs的外殼為具有良好生物兼容性的磷脂。SRMs的粒徑(4-50μm)可以通過調(diào)節(jié)內(nèi)外相流體的流速來控制。在超聲探頭(1 MHz,1 W/cm2)的刺激下,SRMs被快速激發(fā),并用超聲影像進(jìn)行記錄,另外,用波長為445 nm,功率密度為35 W/cm2的激光照射SRMs,并在普通光學(xué)顯微鏡下觀察SRMs的氣化以及體積膨脹現(xiàn)象,實驗證明了超聲和激光激發(fā)SRMs的技術(shù)可行性。制備的SRMs可以在熱消融、血管閉塞、局部給藥等領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。2.利用液驅(qū)同軸流動聚焦技術(shù)(Liquid-Driven Coaxial Flow Focusing,LDCFF)制備了包裹高濃度熒光造影劑ICG的脂質(zhì)體,其在定量熒光影像以及藥物輸送方面具有潛在的應(yīng)用價值。制備過程包括首先產(chǎn)生均勻的水/油(W/O)微液滴,然后外層有機(jī)相逐漸揮發(fā)形成穩(wěn)定的磷脂雙分子層。研究得到了微液滴直徑與聚焦小孔直徑、內(nèi)外相流量以及驅(qū)動相流量之間的關(guān)系。藥物釋放實驗通過向分散有包裹ICG的脂質(zhì)體的聚乙烯醇(PVA)溶液或是血漿中滴入酒精,酒精溶解磷脂膜后,1CG被釋放至外部溶液,脂質(zhì)體膜破碎后外部溶液的熒光強(qiáng)度增加十分明顯,破碎后的熒光強(qiáng)度跟釋放至外部溶液中的ICG的濃度呈線性相關(guān)。ICG是美國食品和藥物管理局(The US Food and Drug Administration,FDA)批準(zhǔn)的熒光造影劑,制備的包裹ICG的脂質(zhì)體可以作為一個具有良好生物兼容性的傳感器應(yīng)用于定量臨床影像以及影像導(dǎo)航藥物輸送等。LDCFF應(yīng)用范圍還可以進(jìn)一步拓展,可以利用各種不同的殼材包裹其他各種高濃度的親水性或疏水性的藥物、DNA或蛋白質(zhì)等。3.利用液驅(qū)復(fù)合流動聚焦技術(shù)(Liquid-Driven Compound-Fluidic Flow Focusing,LCFF)高產(chǎn)率制備了包裹單一成分或多成分的聚乳酸-羥基乙酸共聚物(Poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA)微囊。裝置組裝過程包括首先將一個不銹鋼同軸或復(fù)合針頭插入一個腔體中,將針頭端部對準(zhǔn)腔體底部的聚焦小孔。制備了包裹MNPs的PLGA微囊,并研究了磁控聚集及分離現(xiàn)象,制備的PLGA微囊在磁控靶向藥物輸送等方面具有很大的應(yīng)用價值;另外,我們利用LCFF技術(shù)制備了包裹兩種相互反應(yīng)材料的PLGA微液滴,并實現(xiàn)了這兩種材料在PLGA微液滴中的可控微反應(yīng)。制備的PLGA微囊的尺寸及形貌可以通過調(diào)節(jié)多相流體的流速進(jìn)行控制,LCFF有望制備各種種類的多功能微載體并廣泛用于生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
[Abstract]:Preparation method of traditional medicine micro carrier package exists low rate of particle dispersion and uncontrollable component package, flow focusing (Flow Focusing, FF) technology in microfluidic technology as a very important part, stable technology for its easy operation, high ratio of packaging materials, wide applicability and environmental conditions is not critical advantage is expected to be widely used in all kinds of drugs microcarrier preparation. This paper uses the flow focusing technique to prepare coated perfluorocarbon (Perfluorocarbon, PFC), indocyanine green (Indocyanine Green, ICG), magnetic nanoparticles (Magnetic Nanoparticles MNPs) multi functional materials such as micro carrier and, on the ultrasound image, controllable excitation, fluorescence imaging, magnetic separation, drug delivery, targeting applications such as biomedical field. The specific contents are as follows: 1. with the flow of the droplet based microfluidic chip Focusing on the preparation technology of stimulus responsive micro droplets (Stimuli-Responsive Microdroplets, SRMs).SRMs can be fast liquid gas phase transition under the external stimulation and volume expansion, SRMs kernel for silver nano particle dispersion (Silver nanoparticles, SNPs) PFC, SRMs shell has good biological compatibility of phospholipid.SRMs the particle size (4-50 m) can be adjusted by the internal fluid flow rate to control. In the ultrasonic probe (1 MHz, 1 W/cm2) under the stimulation of SRMs is rapidly stimulated, and records, using ultrasound imaging in addition, with the wavelength of 445 nm, the power density is 35 W/cm2 SRMs laser irradiation, and observe the in ordinary optical microscope SRMs gasification and volume expansion phenomenon, the experiment proves the technical feasibility of SRMs ultrasonic and laser. The preparation of SRMs in thermal ablation, vascular occlusion, local administration and other fields play important roles in.2. Drive coaxial flow focusing technique using liquid (Liquid-Driven Coaxial Flow Focusing, LDCFF) liposome with high concentration of fluorescent contrast agent ICG was prepared and has potential application value in the delivery of quantitative fluorescence imaging and drug. The preparation process includes the first uniform water / oil (W/O) micro droplet, then the outer layer the organic phase gradually evaporated to form a stable bilayer. Of micro droplet diameter and pore diameter of internal flow focusing, and drive the relationship between the phase flow. Drug release experiment to dispersed liposome ICG polyvinyl alcohol (PVA) solution or plasma drops of alcohol, alcohol soluble phospholipids after the film, 1CG was released to the external solution, liposome membrane after breaking the fluorescence intensity of the external solution increased obviously after the break of the fluorescence intensity to release to the external solution in the concentration of ICG was linear .ICG is the United States Food and Drug Administration (The US Food and Drug Administration, FDA) approved fluorescent contrast agent liposome prepared by ICG can be used as a good biological compatibility of the sensor in the application of quantitative clinical imaging and image-guided drug delivery.LDCFF application can also further expand, can use the various drugs shell material covered various other high concentration of hydrophilic or hydrophobic, DNA or protein.3. by liquid displacement composite flow focusing technique (Liquid-Driven Compound-Fluidic Flow Focusing, LCFF) package of single or multiple component poly lactic acid glycolic acid copolymer was prepared for high yield (Poly (lactic-co-glycolic, acid) PLGA) microcapsules. Device assembly process including a first coaxial stainless steel or composite needle into a cavity, the needle tip at the bottom. Focus hole department. MNPs coated PLGA microcapsules were prepared and studied by magnetron aggregation and separation, preparation of PLGA microcapsules has great application value in the aspects of drug delivery to the magnetron target; in addition, we use LCFF technology to prepare two kinds of mutual reaction materials coated PLGA micro droplets, and to achieve the two kinds of materials in PLGA micro controlled droplet micro reaction. To control the size and morphology of prepared PLGA microcapsules can be adjusted by the multiphase fluid flow, LCFF is expected to be multifunctional preparation of various types of micro carrier and is widely used in biomedical fields.

【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ460.4

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 吳晨;潘繼倫;包志明;俞耀庭;;微載體糖基化修飾及培養(yǎng)基中添加果糖對大鼠原代肝細(xì)胞體外培養(yǎng)的影響[J];離子交換與吸附;2006年05期

2 周倩;周燕;葉朝陽;譚文松;;人羊膜間充質(zhì)干細(xì)胞在微載體動態(tài)培養(yǎng)體系中的擴(kuò)增和成骨誘導(dǎo)分化[J];高�；瘜W(xué)工程學(xué)報;2011年06期

3 彭娟;;康寧新型微載體提高規(guī)�；镏扑幧a(chǎn)效率[J];精細(xì)與專用化學(xué)品;2012年11期

4 陳麗娜;王穎;朱瑩;孫一新;王幽香;;刺激響應(yīng)共負(fù)載藥物/基因微載體的制備[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報;2013年03期

5 巨曉潔;謝銳;褚良銀;;環(huán)境響應(yīng)型控制釋放微載體材料研究新進(jìn)展[J];中國材料進(jìn)展;2012年02期

6 張永華,梁琦;超微載體[J];化學(xué)教育;2005年11期

7 楊憲園;馮曉娜;丁沖;王哲;商澎;;羥基磷灰石微載體的制備及生物相容性評價[J];材料導(dǎo)報;2014年08期

8 康躋耀;張寧;周煒清;孫李靖;張貴鋒;馬光輝;蘇志國;;基于魔芋葡甘聚糖微球的膠原覆層型微載體的制備研究[J];中國生物工程雜志;2013年05期

9 徐志學(xué);李文宇;楊露;唐三;胡巧玲;王幽香;;巰基化透明質(zhì)酸包封的仿生交聯(lián)基因微載體的構(gòu)建[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報;2012年02期

10 李海明;B35-01 20L生物反應(yīng)器中用生長于微載體上的BHK-21細(xì)胞生產(chǎn)獸用狂犬病疫苗的新工藝[J];中國醫(yī)藥工業(yè)雜志;2004年01期

相關(guān)會議論文 前10條

1 董樹沛;;大規(guī)模微載體系統(tǒng)細(xì)胞培養(yǎng)[A];中國細(xì)胞生物學(xué)學(xué)會第五次會議論文摘要匯編[C];1992年

2 鞠智好;劉天慶;崔占峰;馬學(xué)虎;;微載體顆粒在旋轉(zhuǎn)壁式生物反應(yīng)器內(nèi)的運(yùn)動與受力分析[A];第七屆全國生物力學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2003年

3 孫李靖;周煒清;王佳興;馬光輝;蘇志國;;魔芋葡甘聚糖微載體的制備及其在貼壁細(xì)胞培養(yǎng)中的應(yīng)用[A];生物顆粒與粉體制備、應(yīng)用技術(shù)研討會論文集[C];2010年

4 王幽香;徐志學(xué);唐三;胡巧玲;;巰基化透明質(zhì)酸包封的仿生交聯(lián)基因微載體的研究[A];2011年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集[C];2011年

5 于國強(qiáng);甘志華;;生物降解脂肪族聚酯微載體的制備與細(xì)胞培養(yǎng)研究[A];2005年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集[C];2005年

6 吳晨;潘繼倫;包志明;俞耀庭;;果糖對大鼠原代肝細(xì)胞體外培養(yǎng)作用的研究[A];2004年中國材料研討會論文摘要集[C];2004年

7 路菊;陶忠芬;黃文琪;可金星;;Cytodex-3微載體負(fù)載人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的培養(yǎng)及掃描電鏡樣品的制備與觀察[A];2006年全國電子顯微學(xué)會議論文集[C];2006年

8 吳晨;潘繼倫;包志明;俞耀庭;;糖基化大孔殼聚糖微載體的制備及表征[A];第五屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集Ⅱ[C];2004年

9 石旭東;甘志華;;細(xì)胞培養(yǎng)用聚乳酸多孔微載體的制備及改性研究[A];2009年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2009年

10 劉守信;王憶娟;房喻;金巖;姜宇;黃沙;;作為細(xì)胞微載體的明膠微球的化學(xué)交聯(lián)、光交聯(lián)和熱交聯(lián)的評價[A];中國化學(xué)會第26屆學(xué)術(shù)年會功能高分子科學(xué)前沿分會場論文集[C];2008年

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 本報記者 張云 通訊員 曾云 李鐵;沭陽打造富民強(qiáng)縣“微載體”[N];宿遷日報;2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 朱志強(qiáng);流動聚焦技術(shù)制備藥物微載體研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

2 洪奕;可注射性聚乳酸細(xì)胞微載體/殼聚糖水凝膠復(fù)合支架的構(gòu)建[D];浙江大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 張彬;反蛋白石結(jié)構(gòu)水凝膠微載體的制備及其生物分析應(yīng)用[D];東南大學(xué);2016年

2 王子婧;智能納米微載體負(fù)載血小板衍生生長因子C防治靜脈血栓形成的初步研究[D];中國人民解放軍醫(yī)學(xué)院;2016年

3 李雙艷;跨血腦屏障磁性復(fù)合功能超微載體的研究[D];天津大學(xué);2007年

4 沈龍燕;親和磁性微載體的制備及吸附性能的研究[D];華東理工大學(xué);2012年

5 胡志偉;以EDC/NHS為交聯(lián)劑的絲素蛋白基大孔微載體的制備與研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2011年

，

本文編號：1644800