液滴微流控用于单细胞包裹和数字化PCR

发布时间：2017-04-21 16:06

  本文关键词：液滴微流控用于单细胞包裹和数字化PCR，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：液滴微流控技术是近年来新兴的一种生化分析手段,因其高通量、高精度、高效率以及少消耗的特点,已被广泛应用于药物输运、单细胞分析、聚合酶链式反应(PCR)、基因检测等科学研究领域。本文首先对微流控技术进行了概述,之后简要介绍了微流控技术的发展与现状、微流控芯片的主要加工技术以及液滴微流控的相关技术与应用。论文的主要研究内容由以下三部分构成：首先,本文提出了一种新的微流控芯片制作方法,即用便携式紫外(UV)LED作为光源进行软光刻。基于该方法,我们制作了大量的微通道,其质量效果与商业光刻机所制作的并无差别,通道侧壁垂直度及光刻分辨率也都符合要求。其次,本文设计制作了一个流体聚焦式的液滴微流控PDMS芯片,用于实现单细胞分析中的单细胞包裹。基于该芯片,我们设计了一系列实验,探索了如何控制液滴的大小使得每个液滴只包裹一个细胞。之后,针对可能影响包裹率的回流现象进行了分析,并对原微通道进行了改良。最后,详细介绍了本实验室自行搭建的液滴式数字PCR系统,重点描述了其中的三个主要流程：液滴的产生、DNA模板的扩增以及产物的检测,并对实验结果进行了分析。
【关键词】：液滴微流控 软光刻 微流控芯片 单细胞包裹 液滴式数字 PCR
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN492
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-20
• 1.1 微流控技术概述8
• 1.2 微流控技术的发展及现状8-10
• 1.3 微流控芯片的加工10-11
• 1.4 液滴微流控技术简介11-12
• 1.5 微流控液滴的生成12-16
• 1.5.1 T型通道法(T-junction)13-14
• 1.5.2 十字型流体聚焦法(Flow-focusing)14-15
• 1.5.3 同轴流法(Co-flowing)15-16
• 1.6 液滴微流控技术的应用16-18
• 1.7 本文的研究目的和内容18-20
• 第2章 微流控芯片的简易制作20-34
• 2.1 微流控芯片的制作材料20-22
• 2.1.1 硅20
• 2.1.2 石英和玻璃20-21
• 2.1.3 高分子聚合物21
• 2.1.4 光敏聚合物21-22
• 2.2 微流控芯片的简易软光刻制作22-33
• 2.2.1 简易光刻制作SU-8微通道阳模22-32
• 2.2.2 浇注PDMS芯片32-33
• 2.3 PDMS芯片内的通道结构33
• 2.4 本章小结33-34
• 第3章 基于液滴微流控的单细胞包裹34-48
• 3.1 单细胞分析的意义34
• 3.2 单细胞分析技术34-35
• 3.3 液滴微流控在单细胞分析中的应用35-36
• 3.3.1 液滴单细胞培养35-36
• 3.3.2 液滴单细胞分析36
• 3.4 液滴单细胞包裹实验部分36-46
• 3.4.1 微芯片的制作36-37
• 3.4.2 实验平台的搭建37-38
• 3.4.3 实验材料38-39
• 3.4.4 实验过程及现象39-42
• 3.4.5 实验分析42-46
• 3.4.6 实验展望46
• 3.5 本章小结46-48
• 第4章 基于液滴微流控的数字化PCR48-62
• 4.1 PCR技术概述48
• 4.2 单分子/数字PCR48-49
• 4.3 液滴式数字PCR49-50
• 4.4 液滴PCR技术的发展及应用50-51
• 4.5 液滴式数字PCR实验部分51-59
• 4.5.1 系统平台的搭建51-52
• 4.5.2 含有模板分子的液滴的产生52-54
• 4.5.3 DNA模板的扩增54-56
• 4.5.4 扩增产物的检测56-58
• 4.5.5 结果与分析58-59
• 4.6 本章小结59-62
• 第5章 总结和展望62-64
• 5.1 总结62
• 5.2 展望62-64
• 参考文献64-72
• 致谢72-74
• 攻读硕士期间论文发表情况74

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