基于低成本微加工策略的生物分子图案化固定和仿生芯片的构建及应用

摘要

二十世纪八十年代以来，微机械加工技术受到人们的重视和研究，取得了很大进展。其核心思想是利用精细加工设备,制作出内部具有细微通道，腔体等反应器件,在微观层面上进行操控液体的流动方向、速率、混合等流体行为特征,从而达到在生物医学或化学实验中减少试剂消耗量,提高精度和通量的目的。经过几十年的发展，微机械加工技术取得了长足进步,并为医学检测、生物化学、合成化学、肿瘤生物学的基础与应用研究提供了一系列重要的新方法和平台。然而，从半导体工业发展而来的微机械加工技术严重依赖于昂贵的专业设备，严格控制的加工环境和专业技术人员。过高的技术门槛，极大限制了微加工及围绕微加工发展起来的诸如微流控芯片，阵列芯片和表面图案化修饰等新技术的广泛应用。本文致力于建立低成本的微加工新方法，并探索这些方法在控制生物分子在表面选择性固定和微流控芯片上面的具体应用。
　　本研究主要内容包括：⑴光敏垫(flash foam)是一种由聚乙烯制成的超微泡沫材料。它的微孔平均孔径小于30μm，而多空海绵结构使其具有吸收和储存液体的能力。在强光的照射下，光敏垫吸收光能并转化成热能来熔化聚合物并且引起微孔结构的熔融，并导致表面层处的孔隙消失而形成障碍来阻挡墨水的渗透。⑵视网膜微血管病变是糖尿病的一个非常严重的后遗症。现有眼底检查虽然能可视化观测视网膜的解剖结构或流速，但是不能反映视网膜脉管系统的内皮功能，更不能做为药物筛选的平台。在本工作中设计并制作了反映视网膜生理结构的微流体装置，用于研究TNF-alpha诱导的血管损伤。⑶分析了荧光标记的白细胞与三种不同状态的微血管网络模型内EA.hy926血管内皮细胞间的粘附行为。本研究构建的体外仿生体外微血管网络模型具有与体内的微血管网络相似的生理活性，能够对外界的TNF-α细胞因子和流动剪切力产生响应。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 微流控芯片

1.2 表面图案化及生物分子的选择性固定

1.3 本课题研究内容及创新点

第2章 低成本光敏印章制作纸基微流控纸芯片

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第 3 章 基于光敏垫印章的蛋白质的图案化策略

3.1引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第 4 章 光敏垫印章单次印制构建具有浓度梯度的蛋白阵列

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第5章 视网膜微血管网络仿生芯片的构建及应用

5.1 引言

5.2 实验部分

5. 3 结果与讨论

5.4 本章小结

第 6 章 总结与展望

6.1 本文的主要研究内容和结果

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的科研成果