喷墨打印在多元免疫检测及3D仿生组织器官中的应用

发布时间：2017-07-21 02:06

  本文关键词：喷墨打印在多元免疫检测及3D仿生组织器官中的应用

  更多相关文章： 喷墨打印 多元免疫检测 心肌肌钙蛋白I 3D仿生打印 经皮给药

【摘要】：喷墨打印是一种数字化非接触式成型技术,该技术具有设备、设计、制作过程简单、制作成本低等优点。结合喷墨打印技术优势与免疫层析试纸条在荧光检测的应用,制作多元纸微流控检测器件,其优势在于制作成本低、样品需求量小、检测范围广、检测限低、可实现同时检测多种生物标志物。利用喷墨打印技术在生物技术上优越的生物相容性和低细胞毒性的优势,构建3D仿生组织结构,其优势在于生动模拟活体组织结构和功能,并可根据科研需求设计构建多类型生物模型。首先,在免疫检测应用方面,心肌肌钙蛋白I作为急性心肌梗塞的主要血清标志物,已被广泛应用于心肌梗塞预诊断,具有高灵敏度和特异性。即时检测(POCT)作为首选的诊断方式,用于检测血清中心肌标志物的含量,可及时准确地反映心肌受损。常见的免疫层析试纸条,通过使用胶体金或荧光物质作为标记物,追踪检测目标分析物。然而传统试纸条制备方法存在检测对象单一、灵敏度不高等不足。因此,急需新的技术对传统制备方法进行改进。其次,在3D仿生应用方面,经皮给药系统是药物通过皮肤渗透的一种方法。在经皮给药的研究后期,研究者们通常使用动物模型或活体组织作为研究模型。这些方法耗时长、科研投入大、受限于伦理道德。3D喷墨打印技术可减少动物和活性组织的使用、节约研究成本、进行仿生学研究应用,为临床研究分析建立良好的实验基础。本文研究内容主要包括:(1)基于免疫层析检测原理,制作免疫层析试纸条,用于检测心肌标志物(心肌肌钙蛋白I);优化实验反应条件,检测范围为0.5-100 ng/m L。结合喷墨打印技术制作纸微流控检测器件,可进一步将检测限降至0.01 ng/m L。设计制作多通道微流控检测器件,为同时检测多种抗体提供了良好的研究平台。(2)采用3D生物打印技术,逐层自组装胶原蛋白层和细胞层,构建生物模型。通过优化实验条件,3D生物模型易成形、稳定性高,可生动模拟组织微观环境。通过增加打印细胞的层数,可实现3至7层的模型。共聚焦显微镜观察下,每层的厚度在100μm左右。(3)3D打印构建皮肤模型,用于筛选纳米颗粒在模型中的渗透性,为经皮纳米药物给药系统的研究建立了良好的实验基础。选用不同表面电荷相同尺寸的聚苯乙烯微球,作为研究对象。其中表面带有正电荷的氨基聚苯乙烯微球渗透性最好,证明了纳米颗粒渗透能力与其表面电荷性质有关。
【关键词】：喷墨打印 多元免疫检测 心肌肌钙蛋白I 3D仿生打印 经皮给药
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R318.1;TP391.73
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 专用术语注释表9-10
• 第一章 绪论10-32
• 1.1 引言10-12
• 1.2 免疫层析检测器件的发展12-20
• 1.2.1 免疫层析检测器件的制作方法12-18
• 1.2.2 喷墨打印制作免疫层析检测器件概述18-19
• 1.2.3 心肌标志物概述19-20
• 1.3 3D生物打印的发展20-31
• 1.3.1 3D生物打印方法20-21
• 1.3.2 成像和智能设计21-23
• 1.3.3 生物打印策略23-28
• 1.3.4 生物打印的材料和结构28-31
• 1.4 本课题目标及意义31-32
• 第二章 喷墨打印构建免疫层析检测器件32-49
• 2.1 引言32-33
• 2.2 实验部分33-41
• 2.2.1 试剂、材料与仪器33-34
• 2.2.2 溶液配制34-35
• 2.2.3 免疫层析试纸条的构建35-38
• 2.2.4 喷墨打印构建多通道免疫检测器件38-41
• 2.3 结果与讨论41-48
• 2.3.1 免疫层析试纸条表征41-44
• 2.3.2 喷墨打印制作免疫检测器件用于检测心肌标志物44-48
• 2.4 本章小结48-49
• 第三章 3D打印构建生物模型49-57
• 3.1 引言49-50
• 3.2 实验部分50-53
• 3.2.1 试剂、细胞类型、材料与仪器50-51
• 3.2.2 3D打印机的使用51-52
• 3.2.3 打印墨水的制备与打印参数设置52
• 3.2.4 实验方法52-53
• 3.3 结果与讨论53-56
• 3.3.1 微控阀门喷射时间的优化53-54
• 3.3.2 多层胶原蛋白水凝胶模型的构建54-55
• 3.3.3 含有 3T3细胞的 3D胶原蛋白模型的构建55-56
• 3.4 本章小结56-57
• 第四章 3D生物模型的应用57-64
• 4.1 引言57-58
• 4.2 实验部分58-59
• 4.2.1 试剂、细胞类型、材料与仪器58-59
• 4.2.2 3D胶原蛋白模型细胞活性测试59
• 4.2.3 聚苯乙烯微球在 3D模型中的穿透能力59
• 4.3 结果与讨论59-63
• 4.3.1 3D模型细胞活性分析59-60
• 4.3.2 3D胶原蛋白模型纳米颗粒渗透能力60-63
• 4.4 本章小结63-64
• 第五章 总结与展望64-65
• 参考文献65-76
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文76-77
• 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利77-78
• 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目78-79
• 致谢79

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本文编号：570947