發(fā)布時(shí)間：2018-12-15 04:31

【摘要】：微流控芯片技術(shù)因其具有的一系列優(yōu)點(diǎn),如樣品試劑消耗少、結(jié)構(gòu)功能多樣化、集成化程度高、與細(xì)胞尺度接近等優(yōu)點(diǎn),近來(lái)廣泛應(yīng)用于細(xì)胞相關(guān)研究領(lǐng)域。通過結(jié)合不同的分析檢測(cè)方法以及集成不同的功能結(jié)構(gòu)單元,取得了顯著的研究進(jìn)展。其中相對(duì)傳統(tǒng)方法,微流控芯片最大的優(yōu)勢(shì)是其集成化的功能,能夠?qū)⒍喾N不同的細(xì)胞或組織有序地整合為一個(gè)體系,而這也是當(dāng)前細(xì)胞相關(guān)研究的一個(gè)重要發(fā)展方向,將體內(nèi)狀態(tài)下相關(guān)的多種細(xì)胞共培養(yǎng)并進(jìn)行相互作用,可以更好地保持細(xì)胞的功能及生物學(xué)特性,這對(duì)于建立更完善的體外生物模型有至關(guān)重要的意義。在本論文中,我們圍繞微流控芯片上細(xì)胞共培養(yǎng)開展了一系列研究。首先,我們對(duì)微流控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及在細(xì)胞研究中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述,其中著重介紹了在細(xì)胞共培養(yǎng)及生物微環(huán)境模擬中的的工作,分析論證了微流控芯片上進(jìn)行細(xì)胞共培養(yǎng)的優(yōu)勢(shì)和意義。二、在微流控芯片上共培養(yǎng)了肝癌細(xì)胞和乳腺癌細(xì)胞,建立了一種微流控芯片上的肝-腫瘤模型,成功實(shí)現(xiàn)了前體藥物卡培他濱的代謝與作用,并與質(zhì)譜聯(lián)用對(duì)原藥及中間代謝產(chǎn)物進(jìn)行了檢測(cè)。使用這一平臺(tái),不僅可以對(duì)藥物作用過程中的細(xì)胞狀態(tài)進(jìn)行活性檢測(cè)、增殖檢測(cè)及顯微鏡直接觀察,同時(shí)可以使用質(zhì)譜對(duì)系統(tǒng)中的信號(hào)分子或中間產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)與鑒定。三、發(fā)展了一種使用inkjet在微流控芯片內(nèi)對(duì)不同細(xì)胞進(jìn)行微量精準(zhǔn)定位共培養(yǎng)的方法,成功地將肝癌細(xì)胞和膠質(zhì)瘤細(xì)胞同時(shí)打印并整合至微流控芯片內(nèi),用于前體藥物的代謝及擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)。這一方法可以大幅提高微流控芯片內(nèi)多種細(xì)胞精確定位共培養(yǎng)的效率,具有方便高效、易于自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。四、通過在微流控芯片中共培養(yǎng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞及巨噬細(xì)胞,對(duì)膠質(zhì)瘤微環(huán)境進(jìn)行了一定程度的模擬,并對(duì)微環(huán)境中細(xì)胞間相互作用及細(xì)胞形態(tài)變化、表型變化、遷移情況進(jìn)行同時(shí)監(jiān)測(cè),觀察到了腫瘤細(xì)胞在微環(huán)境中與體內(nèi)狀況相一致的上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象,同時(shí)也檢測(cè)到了細(xì)胞的遷移運(yùn)動(dòng)、及通過細(xì)胞因子變化對(duì)微環(huán)境中巨噬細(xì)胞表型變化進(jìn)行分析。
[Abstract]:Microfluidic chip technology has been widely used in cell related research recently because of its advantages such as less consumption of sample reagent, diversity of structure and function, high degree of integration and close to cell scale. Significant research progress has been made by combining different analysis and detection methods and integrating different functional structure units. The biggest advantage of microfluidic chip is its integrated function, which can integrate many different cells or tissues into one system in an orderly way, which is also an important development direction of cell related research. Co-culture and interaction of several related cells in vivo can better maintain the function and biological characteristics of the cells, which is of great significance for the establishment of a more perfect biological model in vitro. In this thesis, we have carried out a series of studies on cell co-culture on microfluidic chips. First of all, we review the development of microfluidic technology and its application in cell research, especially in cell co-culture and biological microenvironment simulation. The advantages and significance of cell co-culture on microfluidic chip were analyzed and demonstrated. Secondly, hepatoma cells and breast cancer cells were co-cultured on microfluidic chip, and a liver-tumor model on microfluidic chip was established. The metabolism and action of capecitabine, a precursor drug, was successfully realized. The raw drug and its intermediate metabolites were detected by mass spectrometry. Using this platform, not only can the activity of cell state, proliferation detection and direct observation by microscope, but also the signal molecules or intermediate products in the system can be detected and identified by mass spectrometry. Thirdly, a method of using inkjet to co-culture different cells in microfluidic chip was developed, which successfully printed and integrated the hepatoma cells and glioma cells into the microfluidic chip at the same time. It is used for metabolism and diffusion of precursor drugs. This method can greatly improve the efficiency of accurate location and co-culture of many cells in microfluidic chips, and has the advantages of convenience, efficiency, automation and so on. Fourthly, glioma cells, endothelial cells and macrophages were co-cultured on microfluidic chips. The microenvironment of glioma was simulated to a certain extent, and the interaction between cells, the morphological changes and phenotypic changes of glioma cells in microenvironment were also studied. At the same time, we observed the epithelium-mesenchymal transformation of tumor cells in microenvironment, and also detected the migration of tumor cells. The phenotypic changes of macrophages in microenvironment were analyzed by cytokine changes.
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：Q813.1

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本文編號(hào)：2379980