用于檢測細(xì)胞電阻的PDMS微流控芯片的研制.pdf

1、隨著微加工技術(shù)的不斷提高，微流控芯片因其顯著提高系統(tǒng)一致性、降低成本和樣品耗量等日益受到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的關(guān)注和重視。用微流控芯片技術(shù)對生物細(xì)胞的研究也隨之深入。而聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)作為微流控芯片的重要制作材料憑借低廉的價格，簡易的制作方法及無毒等特性在生物、醫(yī)療等方面呈現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本課題基于國家“863”項目：《高通量細(xì)胞電融合微系統(tǒng)》及國家自然科學(xué)基金項目：《基

2、于微電極陣列的高效細(xì)胞電融合方法研究》，研制的芯片主要用于區(qū)分融合細(xì)胞與非融合細(xì)胞。鑒于融合后細(xì)胞體積大于未融合細(xì)胞，并且PDMS的無毒等特點運(yùn)用PDMS作為主要材料制作了微流控芯片，運(yùn)用Coulter原理檢測細(xì)胞電阻來鑒別融合細(xì)胞。
　　 本文在芯片溝道構(gòu)型方面雖然借鑒了常用的十字型，但是通過仿真發(fā)現(xiàn)其在形成聚焦流時存在形態(tài)不穩(wěn)定等缺點而進(jìn)行了改進(jìn)，建立了樣品溝道與鞘流溝道不同長度比例、不同夾角的模型并進(jìn)行了聚焦流形態(tài)仿真，運(yùn)

3、用SPSS軟件對影響聚焦流形態(tài)的多個外界因素進(jìn)行了回歸分析并建立了模型，這為根據(jù)實際細(xì)胞大小決定制作的樣品流溝道與鞘流溝道長度分別為1～3cm不等，夾角為45°等條件設(shè)置提供了依據(jù)。
　　 運(yùn)用PCB作為材料制作了陽板及陰板，由此制作了PDMS-PDMS，PDMS-玻璃及PCB-PDMS三種芯片。在芯片制作工藝方面，對于現(xiàn)有報道的預(yù)聚體與交聯(lián)劑配比比例及固化溫度進(jìn)行了實驗研究，并討論了不同表面改性方法及不同封接方法的結(jié)果，建立了

4、較科學(xué)的制作芯片的流程。
　　 在試驗方面，對比了實際聚焦流形態(tài)與仿真結(jié)果，二者結(jié)果具有較好的一致性。用標(biāo)準(zhǔn)微粒(50μm)及小鼠成骨細(xì)胞(MC-3T3-Z1)進(jìn)行了聚焦流排隊實驗，分別用小鼠成骨細(xì)胞及人胚腎上皮細(xì)胞(HEK-293)細(xì)胞進(jìn)行了電阻檢測試驗。結(jié)果顯示檢測電阻變化值的大小與細(xì)胞的大小具有正相關(guān)性。
　　 本文制作的微流控芯片具有價格低、工序簡單等特點，通過控制芯片的溝道構(gòu)型及外部壓力可以用于不同細(xì)胞的電阻檢