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随着细胞及相关研究的不断深入,人们更多的需要对少量细胞的生长形态和位置进行有效的控制,即细胞构图。然而传统的宏观细胞培养方法缺乏有效的细胞控制手段,日渐不能满足人们对细胞研究的需要。通过微加工技术制作出和细胞尺寸相当的微小结构与器件,使得少量甚至单个细胞的控制成为可能。结合化学表面修饰或者微流体控制等相关技术就可以对细胞进行细胞构图。
本研究结合微芯片加工技术和自组装单分子层化学修饰方法,通过对版图设计、加工方法、细胞培养等一系列工艺步骤的研究,构建了一套用于研究细胞间相互作用的微系统平台。本研究主要工作如下:
1、通过文献调研,结合前人方法优点和研究规划需求提出自己的研究思路;
2、设计具有三条微通道和两种三维微坝结构的细胞构图芯片结构。通过优化设计的图形结构,对最多三种不同细胞进行间距依次改变的阵列式细胞构图;
3、结合SU-8两次曝光一次显影和硅湿法刻蚀工艺,制作出满足设计需求的最小间隙为50μm的SU-8复合模具,并转印PDMS微流控层;
4、根据研究需要通过溅射工艺在玻璃载玻片上加工出及具有透明性又具有一定机械强度的金层作为微系统平台的基底;
5、在基底上生长EG6自组装单分子层,通过PDMS层的帮助在构图区域施加1.2V电压使EG6自组装单分子层图形化;
6、通过PDMS层和EG6自组装单分子层的共同作用实现HUVEC-2C和SMMC-7721两种细胞的表面构图。
本细胞构图微系统的新颖之处:在没有物理隔离的情况下实现多种细胞表面构图;细胞可以通过共享微环境中的细胞分泌因子进行相互作用;同时本细胞构图微系统还具有设计灵活、基底透明、表面开放等优点;可以方便设计出不同结构图形和应用多种观测手段对细胞间相互作用进行进一步研究。