面向颗粒分

发布时间：2024-05-08 22:04

　　生物颗粒(如细胞等)高效分选和单个捕获等在医学、生物研究以及环境检测等领域具有广泛的应用。其中细胞分选是许多临床诊断和治疗过程中的第一步,比如在数百万个血细胞中检出少量扩散在血液中的癌细胞,有助于肿瘤的早期诊断。此外对单个细胞的捕获和培养分析,不仅可掌握单个细胞的生长变化行为,而且在遗传代谢和基因工程领域以及毒性检测方面具有极其重要的潜在价值。当前的生物颗粒分选和捕获技术(如抗原抗体的相互作用和荧光激活细胞分选技术(FACS)等)通常成本高、操作复杂、需要标记等,限制了其广泛的应用。而微流控芯片技术具有众多优势,如小容量样品、低成本、分析时间短和尺寸小等。因此,基于微流控技术开发具有生物颗粒分选、捕获及流体混合输送功能的集成微流控芯片系统在生物和医学等领域具有巨大应用前景。在微流控芯片上如何实现生物颗粒分选、单个捕获以及流体混合供应功能是当前需要解决的首要问题。本文首先结合双极性电极阵列,分析了在旋转电场下单个生物颗粒的大规模捕获机制(如感应电荷电渗、介电泳和电旋转等)。基于旋转电场下的感应电荷电渗旋涡或负介电泳力,提出了实现单颗粒大规模捕获的新方法。结合理论和仿真分析,实验中分析了影...

【文章页数】：137 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-1荧光激活细胞分选技术和磁场激活细胞分选技术Fig.1-1Fluorescence-activatedcellsortingandmagnetic-activatedcellsortingtechnologies

第1章绪论-3-母菌细胞为样本，不仅可以利用介电泳对无标记的细胞和颗粒进行分选，同时对大量的单个细胞进行捕获。通过结合交流电动微混合器，实现了不同浓度营养物质的混合与输送、运送代谢废物以及长期培养等多种功能，具有重要的现实意义。1.3国内外研究现状1.3.1微流控颗粒分选技术研究....

图1-2基于微流控技术的细胞分选方法

哈尔滨工业大学工学博士学位论文-4-荧光或磁性颗粒标记等。因而限制其广泛的应用。而微流控芯片技术，可以解决上述局限性。目前多种微流控分离技术已被广泛研究报道，比如基于外加场(电场[22,23]、声场[24,25]、光场[26]和磁场等)以及结构设计(如确定性侧向位移方法，Dete....

图1-3基于微流控技术的单细胞操纵方法

第1章绪论-7-利用负介电泳力可以将细胞捕获至电场能量最低的位置，以避免高电场强度对细胞的不利影响，如图1-3d）所示。负介电泳的捕获方法具有很多缺陷，比如，局部的焦耳热容易产生、需要复杂的结构装置，且不适合同时大规模的捕获单个细胞。此外，由于介电泳力与颗粒半径的三次方成正比[5....

图1-4底部布置有不同图案障碍物的三维微混合通道示意图[67]

第1章绪论-9-利用一个分离与再结合的三维微通道结构，实现了对不同雷诺数流体的高效混合。被动微混合器具有一定的局限性和缺陷，如芯片加工复杂，且流体沿通道流动时产生的水动力学扩散，可能会进一步影响实验分析的灵敏度[67]。图1-4底部布置有不同图案障碍物的三维微混合通道示意图[67....

本文编号：3967891