实时快速调控观测点动态生化信号的微流控芯片系统

发布时间：2020-04-12 02:21

【摘要】：细胞外微环境中的动态生化信号对于细胞生理状态具有重要的调控作用,动态生化信号刺激下的细胞动力学响应已成为当前细胞生物学领域中的研究热点之一。细胞外微环境非常复杂,在体条件下的动态信号监测和调控极难实现,在较大程度上限制了细胞动力学响应的进一步量化研究。近年来,微流控芯片技术的发展为体外产生并调控动态生化信号提供了新的机遇。大量的微流控芯片已被开发用以产生动态生化信号,但目前基于动态混合,普遍存在响应缓慢、频率较低的限制,而基于流量切换的方法仅能产生方波信号。基于此,本论文提出一种基于流体力学原理的新型微流控芯片,可快速调控观测点处的高频动态生化信号。首先,结合生成空间线性浓度梯度的经典“圣诞树”结构和“Y”型微通道的特点进行芯片结构设计。将“圣诞树”结构作为“Y”型微通道的一个入口,为主通道提供稳定的生化因子空间线性浓度梯度,“Y”型微通道的另一个入口作为控制入口,输入流量动态变化的缓冲液,分析观测点处生化信号的动态特性,并阐述其生成原理。其次,开展流体力学仿真,研究微流控芯片内生化因子的时空分布,考察不同波形和频率动态生化信号的生成和传输特性;搭建微流控芯片系统,设计荧光素实验,验证仿真结果。最后,将本芯片应用于细胞钙响应研究,测量并分析动态生化信号作用下的细胞钙动力学响应,得到期望的钙信号响应规律,表明本设计芯片可为体外定量研究细胞动力学响应提供可靠平台。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN492;Q2-33

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本文编号：2624153