神经干细胞(Neural stem cells,NSCs)作为多能干细胞,是中枢神经系统中具有自我更新、自我复制的未分化干细胞,是神经系统发育早期特定的细胞群体。它的发现为深入研究神经系统发育、神经系统疾病带来了曙光。而要实现NSCs的各种潜能则必须构建与体内微环境相似的NSCs生长模型。目前,国内外神经干细胞的研究多采用传统的细胞研究手段,使用培养瓶、培养板等,操作过程往往繁琐、耗时,并且试剂消耗量大,不易精确控制。微流控芯片以其具备的独特优势,能够在几微米至几百微米尺度下实现对细胞的操纵控制,从而实现细胞在可控微环境下的增殖与分化,是干细胞研究不可替代的手段之一。本论文设计并制备带有微筛结构的微流控芯片,探索微尺度下芯片内部流场和流速状态对细胞分布的影响,研究在微流控芯片上NSCs的培养和分化方法,建立适合NSCs的微流控小生境。本研究主要开展了以下工作:1、芯片采用软光刻技术制作PDMS芯片。其优化工艺是:修饰SU-8胶,旋涂速度为500rpm18s,1500rpm 30s,前烘65℃10 min,95℃1h。曝光310s。后烘65℃5min,95℃20min后,显影3分钟。注塑成型方法,将PDMS弹性体灌注在模板上,封装键合后完成PDMS芯片。2、通过Micro-PIV技术对设计加工的微筛单元进行流体力学分析。通过注入荧光粒子,分析流场和速度矢量分布,结果与有限元模拟仿真一致。微筛单元中流场分布稳定且无突变;微筛区域内部流速减小,有效的减小培养细胞时液体流动对细胞的损伤,且有利于维持细胞接种密度,细胞在微通道内可均匀分布生长。3、利用PDL、Laminin双包被方式的微筛阵列芯片对神经干细胞进行片上培养。NSCs经过连续培养后,细胞团聚生长,成活率高,并且有突起伸展。微筛有效促进细胞均匀分布,平均密度为100/筛,由于微筛阵列的阻拦和捕获作用,培养密度稍高于微通道中。4、对神经干细胞NSCs和GABA能神经干细胞细胞系RMNE6片上分组培养分化实验。芯片利用PDL、Laminin双包被的方式,细胞粘附生长效果佳,平均粘附率达到85.7%。NSCs连续培养后,细胞分化形成的突出相互连接,并且突出明显生长。微筛区域细胞分布均匀,细胞在微筛区域的密度远大于在微通道的细胞密度,部分位置可以观察到神经元细胞与神经丝。