本文關(guān)鍵詞： 微流控芯片 三維腫瘤制備 抗腫瘤藥物測試　出處：《西北農(nóng)林科技大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：在全世界,癌癥是人類死亡的主要原因之一。利用單層細胞培養(yǎng)進行體外高通量的抗腫瘤藥物測試,用于評估藥物功效。但是,單層培養(yǎng)對于一種藥物是否最終產(chǎn)生臨床效果預測能力差。普遍認為三維腫瘤能夠增強預測能力,減少動物評估實驗,降低鑒定新藥的時間和費用。傳統(tǒng)的三維腫瘤培養(yǎng)操作方法包括,非粘附表面培養(yǎng)法,回旋法,懸滴法。懸滴法的優(yōu)點是有效的形成尺寸均一的三維腫瘤,同時與高通量的測試儀器兼容�；匦ㄊ且环N形成三維腫瘤的簡單方法。但這些方法的缺點是耗時、費力及試劑消耗大。與傳統(tǒng)的細胞操作方法不同,微流控芯片具有試劑消耗少,通量高的優(yōu)勢。芯片材料聚二甲基硅氧烷具有良好透氣性,適合活細胞操作;同時其具有優(yōu)良的透光及生物相容性,在開展芯片內(nèi)細胞操作分析方面具有顯著優(yōu)勢。然而,目前建立的腫瘤芯片系統(tǒng)往往針對于特定尺寸的腫瘤操作,不具備三維腫瘤尺寸可控性,在系統(tǒng)性開展腫瘤生物學分析方面仍存在不足�；诖�,本研究設計制備了一種可實現(xiàn)不同尺寸三維腫瘤制備、操作與在線分析的微流控芯片。通過開展微流控芯片設計與制備條件優(yōu)化、芯片內(nèi)細胞捕獲定位操作、不同尺寸人肝癌HepG2和人膠質(zhì)瘤U251三維腫瘤制備及其抗腫瘤藥物分析應用四個部分研究,具體結(jié)果如下:1、采用軟光刻技術(shù),成功制備出本研究使用的雙層微流控芯片,用于三維腫瘤操作分析研究。結(jié)果顯示,用于制備芯片上下層的PDMS膠與固化劑比例分別為10:1和20:1,固化時間分別為13和23min時,芯片鍵合效果最好,有效避免了漏液現(xiàn)象。2、通過對細胞接種密度、流速和灌注時間條件優(yōu)化,實現(xiàn)了芯片內(nèi)HepG2和U251細胞的精確捕獲定位,為進一步開展三維腫瘤培養(yǎng)研究奠定基礎(chǔ)。3、完成了芯片內(nèi)不同尺寸HepG2和U251三維腫瘤的培養(yǎng)。結(jié)果顯示,所制備的特定尺寸三維腫瘤均一性較好,腫瘤細胞活性高,適于開展后期的抗腫瘤藥物分析應用。4、實現(xiàn)了基于三維腫瘤芯片的兩種抗腫瘤藥物分析研究。結(jié)果顯示隨著藥物濃度的增大,細胞活性降低。博來霉素和替拉扎明兩種抗腫瘤藥物處理人肝癌HepG2三維腫瘤,在相同的濃度條件下,替拉扎明的處理人肝癌細胞活性較低。該研究結(jié)果表明設計的微流控芯片能夠?qū)崿F(xiàn)不同尺寸的三維腫瘤制備及其抗腫瘤藥物分析應用。
[Abstract]:Cancer is one of the leading causes of death around the world. Monolayer cell culture is used to test high-throughput antitumor drugs in vitro to assess drug efficacy. Monolayer culture is a poor predictor of whether a drug will eventually produce clinical effects. It is widely believed that three-dimensional tumors enhance predictive power and reduce animal evaluation experiments. Reducing the time and cost of identifying new drugs. Traditional three-dimensional tumor culture methods include non-adherent surface culture, cyclotron, and droplet. The advantage of the droplet method is the effective formation of three-dimensional tumors of uniform size. Also compatible with high-throughput testing instruments. Cyclotron is a simple way to form three-dimensional tumors. But the disadvantages of these methods are time-consuming, laborious, and reagent consuming. The microfluidic chip has the advantages of less reagent consumption and high flux. The chip material polydimethylsiloxane has good permeability and is suitable for the operation of living cells, at the same time, it has excellent light transmission and biocompatibility. It has significant advantages in the analysis of intrachip cell operations. However, currently established tumor chip systems are often targeted at tumor operations of specific size, and do not have three-dimensional tumor size controllability. There are still some shortcomings in the systematic analysis of tumor biology. Based on this, we designed and prepared a kind of three-dimensional tumor preparation with different sizes. Operation and on-line analysis of microfluidic chips. By optimizing the design and preparation conditions of microfluidic chips, the in-chip cell capture and localization operations are carried out. Three dimensional tumor preparation of human hepatocellular carcinoma (HepG2) and human glioma (U251) with different sizes and the application of anti-tumor drugs were studied in four parts. The results are as follows: 1. The double layer microfluidic chip used in this study was successfully fabricated by soft lithography. The results show that when the ratio of PDMS glue to curing agent is 10: 1 and 20: 1, and the curing time is 13 and 23 minutes, respectively, the chip bonding effect is the best. By optimizing the cell inoculation density, flow rate and perfusion time, the accurate capture and localization of HepG2 and U251 cells in the chip can be achieved. In order to lay a foundation for the further study of three-dimensional tumor culture, the three-dimensional tumor culture of different sizes of HepG2 and U251 was completed. The results showed that the specific size of the three-dimensional tumor was uniform and the tumor cell activity was high. The results show that two kinds of antitumor drugs based on 3D tumor microarray can be analyzed with the increase of the concentration of antitumor drugs, which is suitable for the later application of antineoplastic drug analysis. Two antitumor drugs, bleomycin and telazamine, were used to treat three-dimensional HepG2 tumors of human liver cancer at the same concentration. The results showed that the microfluidic chip could be used to prepare three dimensional tumors of different sizes and to analyze antitumor drugs.
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R73-3

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本文編號：1523301