微流控細胞芯片內(nèi)置氣體交換技術(shù)及細胞培養(yǎng)技術(shù)初步研究.pdf

1、微流控芯片，是一種以在微米尺度空間內(nèi)對流體進行操控為主要特征的科學技術(shù)，將生物、化學等實驗室的基本功能微縮到一個幾平方厘米的芯片上。微流控芯片上的灌注培養(yǎng)及3D培養(yǎng)模式通過模擬體內(nèi)生理條件進行細胞培養(yǎng)，對于細胞的研究具有重要意義。集成不同功能的微流細胞芯片實驗室是微流控芯片和細胞生物學交叉研究的主要方向。
　　 通過幾何設計，在微流控芯片上形成微米級新月形氣泡(MISTA)。利用氣液界面表面張力的原理，MISTA控制微米級尺度內(nèi)

2、氣體快速交換和氣體濃度梯度的形成。MISTA理論和技術(shù)可應用于無膜微型表面張力泵及細胞的培養(yǎng)。玻璃芯片上MISTA及微型表面張力泵等技術(shù)進步改善了芯片中細胞的培養(yǎng)的條件。通過VX2組織塊原代培養(yǎng)及細胞篩選，將細胞置于芯片中進行培養(yǎng)，觀察芯片中細胞培養(yǎng)狀況。
　　 本論文主要工作如下：
　　 1.在MISTA芯片上進行氣體交換及氣體濃度梯度控制。檢測一定壓強范圍內(nèi)MISTA在不同液體介質(zhì)表面的曲度變化，研究MISTA的曲度

3、變化與液體表面張力大小的關(guān)系。微通道上血紅蛋白溶液顏色的變化指示CO2及O2氣體在MISTA上的擴散及氣體濃度梯度的形成。不同氣體快速轉(zhuǎn)換時，只需20s時間氣體的轉(zhuǎn)變就可以在MISTA中產(chǎn)生效應。無膜玻璃芯片通過MISTA進行氣體擴散效率與透過聚二甲基硅烷膜(PDMS，polydimethylsiloxane)進行氣體擴散相比較得出無膜MISTA具有較高擴散效率。
　　 2.研究通過兔腫瘤(VX2)組織塊的培養(yǎng)獲取VX2細胞系的

4、方法。兔后腿肌肉接種腫瘤組織塊(VX2)，三星期后腫瘤明顯生長。腫瘤生長25天后切取腫瘤組織塊，進行組織塊(VX2)的原代培養(yǎng)。顯微鏡CCD實時觀察組織塊的生長情況，培養(yǎng)6天左右組織塊邊緣出現(xiàn)細胞生長，通過反復貼壁法進行成纖維細胞及VX2細胞的分離。
　　 3.芯片上進行細胞及組織培養(yǎng)過程中通過芯片上的MISTA進行氧氣的輸送。芯片內(nèi)進行細胞培養(yǎng)時，觀察不同培養(yǎng)基流速對于芯片中細胞的影響。當培養(yǎng)基流速大于0.5μm/s，芯片中的