一种肾微流控芯片的构建及应用

发布时间：2021-04-10 17:18

　　肾脏是人体内重要的器官,在维持人体内部环境的动态平衡方面起到至关重要的作用,在临床实践中发现肾功能受损与药物的使用有关。随着人们对于中草药研究日益深入,中草药相关制剂的安全问题在引起广泛关注的同时也制约着中草药的应用,同时临床上案例显示中草药引起的肾损伤是其毒性的主要体现。本论文基于微流控芯片平台设计了一种肾微流控芯片,该计芯片主要由上下两层PC（聚碳酸酯）板、四层（浓度梯度产生层、定位层、模拟尿液层、调节层）材质为PDMS（聚二甲基硅氧烷）和一层（模拟血液层）材质为PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）的芯片层通过4个螺丝,8个螺母固定。同时芯片内以10μm聚碳酸酯多孔膜分离模拟血液和尿液层,并提供细胞生长平面,以磨平针头的一次性输液针作为进出液口管路,以注射泵作为培养液流动培养动力设备,通过改变进出液口位置和接种细胞种类可改变芯片类型。此外,本芯片内具有8个平行通道,可同时检测8种不同浓度的化合物浓度对于细胞的作用。芯片上细胞主要是提取的大鼠原代肾足细胞、肾小管上皮细胞和微血管内皮细胞,并按照一定的比例和生理结构将三种细胞接种在芯片上,通入模拟血液和模拟尿液（培养基）来构建肾脏微环境,根据不... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
    1.1 肾脏概述
    1.2 药物引起的肾损伤
        1.2.1 急性肾损伤
        1.2.2 中草药引起的肾毒性
    1.3 肾毒性筛选模型
        1.3.1 传统体外模型
        1.3.2 复杂微结构体外模型
    1.4 微流控芯片简介
        1.4.1 微流控芯片概念
        1.4.2 肾器官芯片举例
        1.4.3 未来的发展方向和前景
    1.5 本论文研究目的和内容
2 实验部分
    2.1 实验所需用耗材、设备
        2.1.1 肾芯片制作所需要的实验耗材、试剂、设备
        2.1.2 原代大鼠肾细胞获取及纯化培养所需要的耗材、试剂、设备
        2.1.3 肾芯片的运行涉及的耗材、试剂及设备
        2.1.4 肾毒性检测所用到的耗材、试剂及设备
    2.2 芯片的结构设计与制作方法
        2.2.1 芯片结构设计
        2.2.2 芯片掩膜设计
        2.2.3 单晶硅片前处理
        2.2.4 光刻胶前处理
        2.2.5 甩光刻胶
        2.2.6 对光刻胶进行曝光
        2.2.7 固化通道
        2.2.8 制作模版围栏
        2.2.9 PDMS层制作方法
        2.2.10 PMMA层制作方法
        2.2.11 打孔
        2.2.12 封接
    2.3 大鼠原代肾细胞获取及纯化培养方法
        2.3.1 原代细胞培养液配制
        2.3.2 其他需要的试液配制
        2.3.3 原代肾细胞提取实验
        2.3.4 原代肾细胞纯化实验
        2.3.5 血管管周内皮细胞的冻存方法
        2.3.6 血管管周内皮细胞的复苏方法
    2.4 芯片的组装及运行方法
        2.4.1 芯片运行液制备
        2.4.2 浓度梯度层表征实验
        2.4.3 肾单位芯片组装和运行实验
        2.4.4 肾小管、肾小球芯片组装和运行实验
    2.5 肾小管芯片构建及评价
        2.5.1 孔板中商陆皂苷甲、蝙蝠葛碱浓度对肾细胞的损伤评价
        2.5.2 肾小管芯片运行操作
        2.5.3 顺铂对肾细胞的损伤实验
        2.5.4 中草药有效成分对肾细胞的损伤实验
3 结果与讨论
    3.1 预实验探讨
        3.1.1 肾芯片设计探讨
        3.1.2 大鼠原代肾细胞的提取条件优化
    3.2 肾单位芯片表征
        3.2.1 芯片实验原理
        3.2.2 芯片浓度梯度的表征
    3.3 肾芯片用于中药毒性评价
        3.3.1 孔板条件下肾细胞损伤结果探讨
        3.3.2 肾小管芯片上不同浓度顺铂对肾细胞的损伤程度探讨
        3.3.3 肾小管芯片上不同浓度商陆皂苷甲对肾细胞的损伤
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]从急性肾衰竭到急性肾脏病:诊断标准的变迁与思考[J]. 周飞虎,李青霖.  实用休克杂志(中英文). 2019(01)
[2]中药肾毒性正确认识及合理应用之思考[J]. 卢芳,张宁,刘树民.  中国药理学与毒理学杂志. 2018(10)
[3]中药肾毒性评价模型与技术的研究进展[J]. 蒋霞,何成章,黄银妹,刘华钢.  广西医科大学学报. 2017(07)
[4]应用于细胞间相互作用的微流控芯片技术研究进展[J]. 黄明宇,冒卫星,张华丽.  纳米技术与精密工程. 2016(06)
[5]常用中药的肾毒性研究概况[J]. 喻慧,徐斌权,贺支支,宋卫国.  实用中西医结合临床. 2016(08)
[6]商陆皂苷甲致肾细胞毒性的研究[J]. 周倩,姚广涛,金若敏,谢家骏.  世界中医药. 2014(02)
[7]蝙蝠葛碱体外肝肾细胞毒性的初步研究[J]. 周倩,金若敏,姚广涛.  中国药物警戒. 2012(10)
[8]北豆根毒性研究进展[J]. 孙蓉,王晨.  中国药物警戒. 2009(09)

博士论文
[1]微流控仿生肾单位芯片的构建及功能研究[D]. 曲玥阳.大连理工大学 2018

硕士论文
[1]基于肝器官芯片的中草药成分肝毒性评价[D]. 蔡乐.大连理工大学 2019



本文编号：3130032