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基于微流控芯片的细胞代谢指纹可视化方法研究

作　者: 刘振
导　师: 霍丹群
学　校: 重庆大学
专　业: 生物学
关键词: 细胞标准化培养比色阵列微流控芯片细胞代谢指纹图谱可视化方法
分类号: Q2-3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本文立足于开发一种细胞代谢分析研究的新方法,利用卟啉等染料分子对生命物质分子的敏感识别能力构建一种基于PVDF(聚偏氟乙烯)膜的比色阵列,基于比色阵列对多成分物质检测的交叉响应的能力及其对细胞代谢物变化响应所表现出的不同的细胞代谢指纹图谱而用于细胞代谢物变化监测和细胞区分;然后在借鉴Biolog系统对微生物代谢指纹图谱时建立的微生物标准化培养方法的基础上进行了细胞培养标准化的探索,并在此基础上标准化培养了6种不同的动物细胞,同时利用所构建的比色阵列进行细胞代谢指纹图谱研究,结合HCA、PCA等分析方法成功地将细胞代谢指纹可视化的方法用于细胞代谢监测和细胞区分;基于微流控芯片及其检测系统在细胞培养、流体操纵和实时检测方面所表现出的优点,设计了4块可用于比色阵列检测的微流控分析芯片,并且在此基础上初步构建了微流控芯片-比色阵列-CCD的微检测系统用于芯片上细胞培养和实时比色阵列检测,并在对检测方法和技术充分了解的基础上得出这种新的微流控芯片比色阵列检测方法具有简单、小型化、对细胞无损、对细胞代谢物多成分物质响应的实时检测(监测)的优点,很有潜力用于细胞研究和药物筛选。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-13
  1.1 问题的提出和研究意义  8-10
    1.1.1 问题的提出  8-9
    1.1.2 问题的研究意义  9-10
  1.2 卟啉、比色阵列（colorimetric array）研究发展概述  10-11
  1.3 微流控芯片光学检测方法和技术概述  11-13
  1.4 本文的研究目的和内容  13
    1.4.1 本文的研究目的  13
    1.4.2 本文的研究内容  13
  1.5 本论文的创新点  13
2 多种细胞培养及其对培养标准化的探索  13-21
  2.1 引言  13-15
  2.2 材料与仪器  15-16
    2.2.1 实验材料与试剂  15
    2.2.2 实验仪器  15-16
  2.3 常规细胞培养方法与培养的标准化探索  16-19
    2.3.1 原代培养与传代培养概述  16
    2.3.2 标准化培养流程及影响标准化的关键因素  16-17
    2.3.3 细胞培养中关键地方的实验步骤和标准化要求  17-19
  2.4 实验结果与讨论  19-20
  2.5 本章小结  20-21
3 比色阵列对细胞及其代谢物检测的条件摸索及细胞比色阵列检测方法的建立  21-40
  3.1 引言  21
  3.2 细胞代谢物敏感卟啉及染料的光谱筛选  21-26
    3.2.1 材料、试剂及仪器  21-22
    3.2.2 实验方法  22-23
    3.2.3 实验结果与讨论  23-26
  3.3 比色阵列芯片制作  26
    3.3.1 材料与试剂  26
    3.3.2 制作方法  26
    3.3.3 膜芯片示例  26
  3.4 比色阵列对细胞代谢物研究的条件优化  26-29
    3.4.1 细胞代谢上清液的处理方式  26-27
    3.4.2 细胞代谢上清液与阵列的接触方式  27
    3.4.3 细胞代谢上清液与阵列的反应时间  27
    3.4.4 阵列的后处理方式  27
    3.4.5 最优检测条件及在此条件下对细胞的检测效果  27-29
  3.5 比色阵列法用于细胞代谢指纹图谱可视化的方法建立  29-31
    3.5.1 材料、试剂和仪器  29-30
    3.5.2 实验方法流程构架  30-31
  3.6 比色阵列细胞代谢指纹图谱用于不同类细胞区分和识别  31-39
    3.6.1 材料、试剂和仪器  31
    3.6.2 实验方法  31-33
    3.6.3 比色阵列通过不同细胞代谢指纹图谱对细胞的区分  33-35
    3.6.4 Zn-TPP 对细胞代谢上清液的光谱响应  35-38
    3.6.5 实验分析与讨论  38-39
  3.7 本章小结  39-40
4 微流控芯片设计和制作  40-45
  4.1 引言  40
  4.2 微流控芯片制作工艺概述  40-41
  4.3 微流控芯片设计  41-42
  4.4 微流控芯片加工及制作  42-44
    4.4.1 硅片模板的光刻制作  42-43
    4.4.2 PDMS 基片制作  43-44
    4.4.3 PDMS 芯片键合  44
  4.5 本章小结  44-45
5 整合的微流控芯片-比色阵列-CCD 采集系统的建立  45-54
  5.1 引言  45-46
  5.2 整合的生物芯片的设计  46
  5.3 整合的生物芯片制作加工  46-52
    5.3.1 硅片及玻璃芯片的湿法刻蚀工艺探索  46-47
    5.3.2 针对第一种思路的微流控-比色阵列芯片制作  47-51
    5.3.3 针对第二种思路的微流控-比色阵列芯片制作  51-52
  5.4 微流控芯片-比色阵列-CCD 采集系统的整合  52
  5.5 实验结果分析与结论  52-53
  5.6 本章小结  53-54
6 总结与展望  54-56
  6.1 研究总结、创新点与不足  54
    6.1.1 研究总结与创新点  54
    6.1.2 研究中的不足  54
  6.2 总体研究展望  54-56
    6.2.1 向着系统化和芯片实验室的方向努力  54
    6.2.2 向着多元化方向努力  54-55
    6.2.3 向着定量分析的方向努力  55
    6.2.4 向着具体特异敏感物质与特定代谢物相互作用机制方向努力（课题组其他人在做）  55-56
致谢  56-58
参考文献  58-61
附录  61
  A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录  61

基于微流控芯片的细胞代谢指纹可视化方法研究

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