基于微流控液滴微注射加药下的单个线虫运动行为研究

发布时间：2017-10-30 23:30

  本文关键词：基于微流控液滴微注射加药下的单个线虫运动行为研究

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【摘要】：液滴微流控技术已经被应用于单细胞药物筛选中,线虫水平的液滴药物筛选还多是停留在被动液滴操控(即在无外加作用力下,依靠微流控芯片的通道设计和流体的速率控制完成液滴的融合、分裂等操作)方式上,没有充分体现液滴的操控灵活、通量高等优势,为了完成主动液滴操控下(依赖于外界辅助设备,主要是电设备等完成液滴的融合、裂分等操作)的线虫液滴药物活性评价,实现动物水平上液滴的高通量、自动化药物筛选。本文自行设计、组装了液滴微注射加药系统-一种通过电压脉冲的瞬时作用,改变液滴的表面张力,精确控制药物流体注入到每一个线虫液滴中的系统,实现了对线虫液滴的主动操控,构成了液滴微流控芯片高通量药物筛选的重要组成部分,有很好的实际意义和潜在的经济价值。主要工作包括：首先完成了单线虫液滴的包裹,为线虫液滴的主动加药提供基础。为了灵活操控线虫液滴,构建了液滴微注射系统,对比了这种主动加药方式和被动加药的异同点,结果表明液滴微注射主动加药比液滴被动加药方式更为灵活、可控、精确化。最终,把液滴微注射系统和单线虫液滴包裹这两个系统应用到线虫加药上,利用液滴微注射系统为线虫液滴加入Cu2+,评价Cu2+对线虫的神经毒性,结果表明随着Cu2+浓度升高,线虫的神经毒性导致的行为障碍越明显,并与孔板对照实验呈现相同的量效关系,完成了以主动方式操控液滴的线虫水平上的药物活性评价。
【关键词】：液滴微注射 铜中毒 线虫 运动行为
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R91;R96
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 文献综述10-22
• 1.1 模式生物秀丽隐杆线虫简介10-13
• 1.1.1 线虫特点10-11
• 1.1.2 秀丽隐杆线虫研究历程11-13
• 1.1.3 线虫运动行为在药物活性评价中的应用13
• 1.2 液滴微流控简介13-17
• 1.2.1 微流控液滴概述13-15
• 1.2.2 滴操灵活操控技术15-17
• 1.3 液滴微流控在线虫-药物高通量筛选中的应用进展17-20
• 1.4 液滴微流控用于线虫-高通量药物筛选研究的总结20-21
• 1.5 本文的研究思路21-22
• 2 微流控芯片上单线虫液滴的包裹22-35
• 2.1 实验设备和材料22-23
• 2.1.1 实验设备22
• 2.1.2 实验材料22-23
• 2.2 实验方法23-27
• 2.2.1 液滴芯片的设计制作23-25
• 2.2.2 片液滴形成25
• 2.2.3 秀丽隐杆线虫的培养25-26
• 2.2.4 线虫水相助悬剂的助悬性和对线虫的生物活性影响考察26
• 2.2.5 线虫液滴油相性质考察26-27
• 2.2.6 线虫悬液的进样准备和单线虫液滴的形成27
• 2.3 结果与讨论27-33
• 2.3.1 液滴芯片的特殊处理工艺27
• 2.3.2 线虫液滴芯片设计选择27-28
• 2.3.3 线虫助悬剂的选择28-31
• 2.3.4 线虫液滴油的选择31-32
• 2.3.5 单线虫液滴的形成32-33
• 2.4 本章小结33-35
• 3 线虫液滴微注射加药方式的选择35-48
• 3.1 实验设备和试剂35-36
• 3.1.1 实验设备35
• 3.1.2 实验试剂35-36
• 3.2 实验方法36-38
• 3.2.1 液滴加药芯片的设计和制作36-37
• 3.2.2 液滴加药芯片的加药结果对比37
• 3.2.3 液滴微注射加药液柱压力改变对微注射加样体积的影响37-38
• 3.2.4 液滴微注射检测加样系统电压改变对微注射加样体积的影响38
• 3.2.5 数据分析38
• 3.3 结果与讨论38-47
• 3.3.1 液滴内加药方式的选择38-44
• 3.3.2 苋菜红液柱高度变化导致液滴微注射的红色液体量的影响44-46
• 3.3.3 液滴高通量检测加样系统电压改变对液滴微注射的红色液体量的影响46-47
• 3.4 本章小结47-48
• 4 基于液滴微注射的铜离子作用单个线虫的运动行为评价48-62
• 4.1 实验仪器和试剂48
• 4.1.1 主要实验仪器48
• 4.1.2 主要实验试剂48
• 4.2 实验方法48-50
• 4.2.1 片处理与准备48-49
• 4.2.2 线虫处理与准备49
• 4.2.3 液滴微注射电压对线虫运动行为的影响49
• 4.2.4 液滴注射下不同浓度的Cu~(2+)-线虫液滴的形成49
• 4.2.5 孔板对照下对应浓度的Cu~(2+)-线虫溶液的形成49
• 4.2.6 线虫运动行为测定49-50
• 4.2.7 数据分析50
• 4.3 结果与讨论50-62
• 4.3.1 Cu~(2+)液滴微注射芯片图50
• 4.3.2 Cu~(2+)引起的线虫运动形态改变50-51
• 4.3.3 液滴微注射电压对于线虫运动行为的影响51-52
• 4.3.4 液滴注射作用下形成不同浓度的Cu~(2+)-线虫液滴52-53
• 4.3.5 液滴微注射下Cu~(2+)作用于单个线虫运动行为strokes摆动频率研究53-55
• 4.3.6 液滴微注射下Cu~(2+)作用于单个线虫运动行为Ω摆动频率研究55-57
• 4.3.7 孔板上Cu~(2+)作用于线虫运动行为strokes和Ω摆动频率研究57-59
• 4.3.8 孔板和液滴微注射结果对比59-62
• 结论62-63
• 参考文献63-68
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况68-69
• 致谢69-70

【共引文献】

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本文编号：1119842