微流控芯片单细胞克隆形成实验用于乳腺癌干细胞靶向药物筛选

发布时间：2020-03-29 03:05

【摘要】：目的:利用肿瘤干细胞(Cancer Stem Cells,CSCs)的单细胞克隆形成特性,发展基于微流控芯片单细胞克隆形成实验的乳腺癌干细胞靶向药物筛选方法。方法:研究设计并加工了一种具有3840单细胞捕获微池阵列的微流控芯片,并考察了其单细胞操控效果。实验选用MCF-7、MDA-MB-231及T47D三种乳腺癌细胞系,在微流控芯片上完成了单细胞阵列构建、长期(14天)细胞培养、原位荧光呈像分析以及细胞药物作用实验。实验分别使用紫杉醇、阿霉素、硫链丝菌素和盐霉素作用于芯片单细胞阵列,根据单细胞克隆形成实验结果评价药物对CSCs的选择性杀伤作用。结果:在优化的条件下,芯片单细胞捕获效率达54.2%,相应的单次测试单个肿瘤细胞数量超过2000。捕获前后细胞直径分布检测结果提示,芯片单细胞捕获没有尺寸选择性。紫杉醇和阿霉素显示了部分单细胞克隆形成抑制效应,两种药物处理后MDA-MB-231单细胞成瘤抑制率为39.10%和32.35%,对MCF-7细胞抑制率为16.77%和14.79%。硫链丝菌素和盐霉素显示了完全的单细胞克隆形成抑制效应,其中硫链丝菌素对MDA-MB-231和MCF-7细胞的单细胞成瘤抑制率为100%和96.41%,盐霉素的抑制率为100%和100%。结论:研究发展了一种基于微流控芯片单细胞克隆形成实验的乳腺癌干细胞靶向药物筛选方法。这种芯片方法能够高效构建单细胞阵列并以集成化的方式完成整个分析过程。研究确认了微流控芯片单细胞克隆形成实验的乳腺癌干细胞靶向药物筛选能力。实验结果显示,肿瘤干细胞靶向药物可以完全地抑制单细胞克隆形成,而非靶向药物的抑制效应则是部分的。这种微流控芯片单细胞分析技术具有操作简便、分析高效的优势,因而是CSCs靶向药物筛选的有力工具。
【图文】：

7）S-2A 四通道微量注射泵(中国保定兰格恒流泵有限公司)8）MCO-18AIC(UV)二氧化碳细胞培养箱(日本 SANYO 公司)9）TDZ4A-WS 低速离心机(中国湘仪离心机仪器有限公司)10）SW-CJ-2FD 超净工作台(中国苏州安泰空气技术有限公司)控器件制造和组装.1 微流控芯片的设计使用标准软刻蚀技术，加工制作出所需图形的模板[42]。 首先，使RAW X7 软件绘制实验所需的微流控芯片图案（图 1），图 1a 为芯，，图 1b 为设计图局部。图片使用高分辨率打印机将其打印在透明刻掩膜。a

根据模具和实验需要的厚度，用取掉针头的注射器抽取一定量充分混合的PDMS，均匀打到模具上，将模具放置真空在干燥器中，真空抽取处理直至 PDMS胶中的气泡完全去除，避免气泡对通道的完整性造成影响。置入烘箱中，85℃下烘烤 20 分钟，取出模具冷却至常温，将 PDMS 基片从硅片模具上轻轻剥离，用保鲜膜封住 PDMS 及模具，防止灰尘粘附影响封接。在 PDMS 微流控基片通道的流体入口和出口处打孔。（9）封接按照 Aran 等[43]报道的方法将两层 PDMS 基片的通道面重叠封接。用氧等离子清洗机处理 PDMS 基片 1 分钟。本实验使用的芯片分为两层，底层为细胞培养池，上层与顶层部分重叠后形成拦截单个细胞的结构。两层的通道按设计要求重叠封接后，小心压紧，排出气泡，得到完整芯片。芯片封接应在无尘条件下完成，将制备好的芯片置于重物下过夜，使封接更牢固。封接后获得的完整芯片如图 2b 所示,2c 为显微镜下的局部结构图。a b
【学位授予单位】：广州医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R91

【参考文献】

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1 林炳承;秦建华;;微流控芯片分析化学实验室[J];高等学校化学学报;2009年03期

本文编号：2605335