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1、細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位,傳統(tǒng)的細(xì)胞學(xué)研究依賴于大量細(xì)胞(103-104個(gè)),把群體值作為測(cè)量結(jié)果。然而研究發(fā)現(xiàn),即使是生活在同一環(huán)境、同一組織中的同種細(xì)胞,其在基因表達(dá)水平上也存在著很大差異。細(xì)胞之間存在異質(zhì)性,而群體分析會(huì)掩蓋細(xì)胞個(gè)體間的差異,因此,開(kāi)發(fā)一種能有效分析單細(xì)胞組分的技術(shù)勢(shì)在必行。微流控芯片技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞進(jìn)樣、單細(xì)胞捕獲、細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞分選、細(xì)胞裂解以及分析檢測(cè)多個(gè)步驟整合在一起,并且具有高通量、小型化、平行化、自動(dòng)化
2、、便攜化等優(yōu)勢(shì),為單細(xì)胞研究提供了一個(gè)可行的技術(shù)平臺(tái)。
本論文研制了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的單細(xì)胞分析微流控芯片,微流控芯片的主體采用了聚二甲基硅氧烷(poly(dimethylsiloxane),PDMS)高聚物材料,利用PDMS高聚物具有良好氣體溶解性的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)負(fù)壓自吸式自動(dòng)進(jìn)樣,使所研制的芯片像臨床的真空采血管一樣方便使用,不需輔助設(shè)備控制流路。將數(shù)千個(gè)細(xì)胞單獨(dú)分隔到不同的微反應(yīng)室,不再互相干擾,也不易發(fā)生漏檢,實(shí)現(xiàn)高通量單細(xì)
3、胞快速分離;隨即將分離開(kāi)的單細(xì)胞直接進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄PCR(RT-PCR),節(jié)省了時(shí)間。每個(gè)反應(yīng)室容積5-10 nL,上千反應(yīng)室的一塊芯片也僅需試劑數(shù)微升,節(jié)省試劑。
本研究取得了以下創(chuàng)新性結(jié)果:(1)成功研制了集單細(xì)胞捕獲、裂解、RT-PCR反應(yīng)于一體的微流控芯片,并能用于單細(xì)胞數(shù)字PCR研究,通過(guò)研究不同單個(gè)A549腫瘤干細(xì)胞中CD133和管家基因GAPDH的基因表達(dá)驗(yàn)證了細(xì)胞之間存在異質(zhì)性。(2)基于所研制的單細(xì)胞微流控芯片實(shí)
4、現(xiàn)了一步法快速鑒定腫瘤干細(xì)胞,利用腫瘤干細(xì)胞表面標(biāo)志物CD133對(duì)肺癌A549細(xì)胞中腫瘤干細(xì)胞進(jìn)行鑒定。本文中所研制的微流控芯片易于操作、敏感度高(單細(xì)胞)、準(zhǔn)確性好(可計(jì)數(shù))、省試劑(數(shù)微升/芯片),適合于普通實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行腫瘤干細(xì)胞等稀少細(xì)胞的快速鑒定。為腫瘤干細(xì)胞的研究提供了一種單細(xì)胞分離與特異性鑒定的新工具,可用于鑒定腫瘤干細(xì)胞的分子遺傳特征和特異標(biāo)志物,解決腫瘤干細(xì)胞特異性鑒定困難的問(wèn)題。為腫瘤學(xué)研究提供科學(xué)依據(jù),為臨床病情判斷、
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