文档介绍：一种可生成稳定生化梯度的新型十字微通道 的制作及评价
答辩人:肖成茂
导师:蔡绍皙教授
专业:生物力学工程
学号:20081902071
提要
国内外研究现状
1
问题提出
2
微通道的设计制作
3
主要结论
5
梯度生成和细胞实验
4
一、国内外研究现状
细胞趋化、迁移在众多生理、病理过程(胚胎形成、免疫反应、恶性肿瘤形成)中扮演着至关重要的角色。
在这些生命过程中,物理、化学及生物梯度的大小,方向对生命进程有着非常重要的意义。
在相关的生化梯度诱导细胞迁移研究中,所采用的细胞培养、迁移实验装置大体分为以下两类:
一、国内外研究现状
50多年发展历程的传统微流控小室。
装置分类
近年来兴起的基于光刻法的新型微流控芯片
一、国内外研究现状
1)传统迁移小室
Boyden小室Transwell小室(1962)
琼脂糖平板(1952)
趋化因子
细胞培养基
微孔滤膜
趋化因子细胞培养基
一、国内外研究现状
2)现代光刻微芯片
Thomas M. Keena2006
Microfluidic “jets” for generating steady-state gradients of soluble molecules on open surfaces
Tim Scharnweber2011
Rapid prototyping of microstructures in polydimethylsiloxane (PDMS) by direct UV-lithography
Shing-Yi Cheng 2007
A hydrogel-based microfluidic device for the studies of directed cell migration
光刻是将所需要的微通道图形制成光掩模,微通道的基底材料采用透光性高的玻璃或硅制成,旋涂光刻胶,曝光,之后用湿法或干法蚀刻。在这些材料表面上形成微通道,然后再采用键合机使微通道与载玻片等实现闭合,起到封闭通道和防止漏液的作用。
一、国内外研究现状
以上两种方法的不足
传统
不能产生稳定、长期持续的多生化梯度
细胞多是二维培养,构型设计单一
光刻
繁琐的制作流程和昂贵的光刻仪器
多要键合才能闭合所加工的通道.
模板制作依靠专业人员,不便于推广到普通实验室
二、问题提出
Mohan K. S 2006和蒋稼欢2008等人提出运用抽丝的手段简化的微流控芯片的制作工艺。
此法利用在液态PDMS或凝胶中嵌入尼龙丝或其它细丝,固化后将细丝抽出的方法来制作装置。
其因制作简单、成本低廉而适用于普通实验室。
本研究基于此法,力图设计一种能兼顾传统和光刻优点的新型微流控通道芯片。
Mohan K. S, Template-Assisted Fabrication plex Microchannels in PDMS and Design of a Microfluidic ,2006,22,10291-10295.
贾月飞,[J],2008,53(17):2116-2124.
二、问题提出
?
1
规避光刻工艺不足快速制作、成本较低、非专业者容易操作
2
尺寸相当、多生化参数可生成可调控、三维培养等
研究内容
梯度生成
前期模拟
浓度梯度
压力梯度
生物学实验
在微芯片中生成VEGF浓度梯度,考察血管内皮细胞在此梯度下的迁移。从而证实微芯片的实用性
通道设计
能在较短时间内产生稳定梯度
采用常见材料制作,工艺简单可行。并且能快速制作,大量复制。
研究内容包括以下方面: