多壁碳纳米管/聚合物薄膜的制备及其在生

摘要

微流控芯片因为可以精确控制微流,装置易于小型化和大规模集成,样品和试剂消耗少等优点已经快速发展为能够集成多种功能的强大的微全分析工具。聚二甲基硅氧烷(PDMS)由于具有生物相容性好、容易与其它材料封合、易于制作、成本低等优点,成为制作微流控芯片最常用的材料之一。但是由于PDMS表面疏水,容易吸附生物大分子等缺点,极大地限制了PDMS的应用与发展。相比之下,碳纳米管(CNT)由于具有高导电性,大的比表面积,卓越的化学和力学稳定性等优点,己成为当今最受关注的功能薄膜设计材料之一。而且,碳纳米管薄膜的纳米形貌在改善细胞发育、增殖以及与基体的粘附强度方面起重要作用。因此,本论文设计开发了一种新型多壁碳纳米管/聚合物(MWCNT/PAH)功能薄膜作为PDMS的替代材料或表面修饰材料;然后构建基于MWCNT/PAH薄膜的微流控芯片,并实现肿瘤细胞在芯片中的培养。
　　本实验利用层层自组装方法,在PDMS基体上组装MWCNT/PAH薄膜,然后利用扫描电镜、原子力显微镜、纳米压痕仪和接触角仪对其进行表征,并在薄膜上培养Hela细胞。结果显示,MWCNT/PAH薄膜是由随机分布的多壁碳纳米管相互缠绕连接的网状结构;PDMS基体在组装了MWCNT/PAH薄膜之后,表面粗糙度增大,虽然表面粗糙度会随着薄膜层数的增加而增大,但增大并不明显;PDMS基体在组装了MWCNT/PAH薄膜之后,接触角减小,而且随着MWCNT/PAH薄膜层数的增加接触角逐渐减小,但是在组装了80层MWCNT/PAH薄膜后,继续增加薄膜的层数,接触角基本不变;MWCNT/PAH薄膜的柔韧性足以支持本实验;在相同的培养时间下,生长在MWCNT/PAH薄膜上的细胞密度要高于生长在未经修饰培养皿和修饰了PDMS薄膜的培养皿上的细胞,而且细胞形态更好。
　　最后制备了基于MWCNT/PAH功能薄膜的微流控芯片,并在微流控芯片中培养Hela细胞。与生长在修饰了MWCNT/PAH薄膜的培养皿中的细胞相比,生长在修饰了MWCNT/PAH薄膜的微流控芯片中的细胞除了增殖速度较慢之外,在其它方面几乎没有区别。在48h时,生长在修饰了MWCNT/PAH薄膜的微流控芯片中的细胞依旧存活。如果继续培养,细胞仍然会继续增殖。与生长在修饰了MWCNT/PAH薄膜的微流控芯片中的细胞相比,生长在没有修饰MWCNT/PAH薄膜的微流控芯片中的细胞在培养过程中没有出现明显的贴壁特征,增殖缓慢。

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第1章 绪论

1.1课题背景及研究的目的和意义

1.2微流控技术在单细胞分析中的应用概述

1.3微流控芯片在细胞分离中应用

1.4碳纳米管在细胞培养中的应用

1.5本课题的主要研究内容和技术路线

第2章 实验材料与方法

2.1实验材料

2.2实验步骤

2.3本章小结

第3章 MWCNT/PAH功能薄膜图样的制备及表征

3.1引言

3.2 MWCNT/PAH功能薄膜的制备

3.3 MWCNT/PAH功能薄膜图样性能表征

3.4本章小结

第4章 MWCNT/PAH薄膜修饰的微流控芯片在生物检测中的应用

4.1引言

4.2微流控芯片的设计与制备

4.3微流控芯片在细胞培养中的应用

4.4展望

4.5本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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