单细胞在微流控芯片中驱动方法与检测技术研究

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细胞是生命体结构和功能的基本单位,细胞的特殊性决定了个体的特殊性。因此,对细胞的深入分析是揭开生命奥秘、改造生命和征服疾病的关键。对单细胞进行分析可以反映出细胞所携带组分的更全面信息,可以更加深入的了解单个细胞之间的差异。微流控芯片系统的出现给单细胞研究提供了一个非常重要的平台。在微流控芯片上进行单细胞研究首要解决的问题就是细胞的驱动问题。人们发展了机械操纵法和非机械操纵法来实现对细胞的驱动,随着微流控芯片技术的发展,检测技术也称为微流控分析系统不可缺少的一部分。本论文对近年来微流控芯片系统在细胞驱动与检测技术方面的进展进行了综述,在总结了多种细胞驱动方法与检测技术的优缺点和发展趋势的基础上设计了一种用于单细胞驱动与实时监测为一体的微流控芯片分析系统。自行设计的微流控芯片分析系统结构简单,造价低,在普通实验室就可以完成整个分析系统的搭建。本论文的主要研究内容:1.在对微流体在微流控芯片中的驱动方法进行研究之后,采取了机械驱动方式中的气动微泵来对细胞进行驱动,成功的在微流控芯片上集成了气动微泵结构,制作了用于单细胞驱动与检测的微流控芯片。2.根据制作的微流控气动微泵驱动芯片,设计了控制气动微泵工作的外围控制电路。采用Visual Basic程序语言编制并行接口控制程序,经自行设计的放大电路作用后驱动两位三通电磁阀,实现对气动微泵各气路间的切换的控制。3.在对微流控检测技术进行研究后,设计了用于单细胞检测的显微光学检测系统,并使用Matlab软件编写了用于对检测的细胞图像进行处理的GUI界面对检测出来的酵母细胞进行了速度与面积的检测,实验证明了系统的可行性。由于时间所限,系统整体的安全性和稳定性还需要进一步进行可靠性的分析。目前自行设计的单细胞驱动与检测微流控分析系统对酵母细胞的检测有一定的准确性,但是对于其它种类的细胞检测的准确性还有待提高。
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