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基于微流控芯片的细胞同步化钙振荡研究

作　者: 祝一凡
导　师: 刘笔锋
学　校: 华中科技大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 微流控芯片钙信号同步化钙振荡毒胡萝卜素
分类号: Q25
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

Ca²⁺是细胞信号转导中重要的第二信使,几乎所有的生理活动都受Ca²⁺的调控。钙振荡是兴奋细胞和非兴奋性细胞的胞质游离钙离子的一种普遍运动形式。钙振荡的频率、振幅、时相等特征编码了钙信号的特异性。通过表面受体引发的钙振荡在细胞间和单个细胞不同时间点上的频率和振幅都各不相同,致使刺激波形很复杂,难以分析。人工诱导细胞产生同步化钙振荡有助于人们对钙信号编译特性的潜在机制进行深入研究。透明的平版式几何构型的微流控芯片更适于观察、检测,而且芯片的微通道结构设计灵活多样,微通道的尺寸可与细胞尺寸相比拟,能精确控制流体,具有集成化、自动化的特点,非常适合用不同试剂处理细胞然后检测细胞相应信号的研究。本文设计制作了微通道结构为类Y型的微流控芯片,在优化了快速切换溶液的方法后,在芯片上培养HeLa细胞,并用毒胡萝卜素处理细胞,通过快速切换溶液控制胞外钙离子浓度,同时检测HeLa细胞的胞质游离钙离子的信号。实验结果表明,本文人工诱导HeLa细胞群产生了频率一致,振幅相对恒定的同步化钙振荡,同时发现细胞群同步化钙振荡的振幅随胞外钙离子浓度的增加而增加。本文发展的诱导细胞产生同步化钙振荡的方法可应用于研究细胞信号转导过程中各种与钙离子有关的分子的作用。例如,在多种信号转导途径中腺苷酸环化酶起到催化ATP转化为环腺苷酸（cAMP）的作用,而胞质游离钙离子浓度可调节腺苷酸环化酶的活性,如能检测同步化钙振荡细胞的cAMP的浓度,将对揭示Ca²⁺和cAMP这两种重要的第二信使在信号转导网络中的相互作用有重要的意义。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 研究同步化钙振荡的意义  8-12
  1.2 微流控芯片  12-15
2 研究方法  15-28
  2.1 微流控芯片的加工  15-22
  2.2 细胞进样系统  22-24
  2.3 钙信号检测系统  24-28
3 同步化钙振荡实验  28-46
  3.1 同步化钙振荡的原理  28
  3.2 微流控芯片的设计  28-30
  3.3 快速切换溶液方法的优化  30-32
  3.4 HeLa 细胞的培养  32-38
  3.5 同步化钙振荡实验  38-44
  3.6 细胞外钙离子浓度对同步化钙振荡的影响  44-46
4 总结与展望  46-48
致谢  48-49
参考文献  49-54

基于微流控芯片的细胞同步化钙振荡研究

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