用于細胞培養(yǎng)的微流體設計及在生物傳感檢測中的應用.pdf

1、基于微流體技術的系統(tǒng)芯片對于細胞的培養(yǎng)、檢測及分析具有重要的意義。微流體系統(tǒng)不僅可以為細胞提供適宜的培養(yǎng)環(huán)境，實現(xiàn)細胞的培養(yǎng)與操控，而且結合已設計的生物傳感器，可以搭建靈敏度高、精度高、生物兼容性好、便于攜帶的細胞濃度和狀態(tài)檢測平臺，這都為細胞的培養(yǎng)、檢測、分析和生物芯片的集成化提供了實驗測試平臺。
　　本文以微流體技術為核心，設計了一種用于細胞培養(yǎng)的微流體系統(tǒng)，對其進行了仿真對比優(yōu)化，構建細胞培養(yǎng)微流體系統(tǒng)。然后結合生物傳感技術

2、，搭建細胞傳感檢測平臺，驗證了其在生物傳感檢測中的應用，分別完成了細胞培養(yǎng)實驗、細胞濃度檢測實驗和細胞狀態(tài)測試實驗。論文的主要內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　1.論文在微流體理論分析的基礎上，完成了系統(tǒng)結構的初步設計，然后結合幾種典型微流體結構，完成了系統(tǒng)結構的對比優(yōu)化設計，確定了微流體系統(tǒng)的具體結構尺寸和初始條件。通過有限元仿真對微流體結構的合理性進行了驗證，結果表明在設定的結構尺寸和初始條件下，該結構的培養(yǎng)和檢測環(huán)境相對獨立，中心

3、流速很小，流體剪切力也很小，是一個穩(wěn)定獨立無干擾的微環(huán)境，可以用于細胞培養(yǎng)與生物傳感檢測領域，提高生物傳感檢測的準確率和分辨率。
　　2.本論文設計了微流體系統(tǒng)的加工工藝，基于微加工技術完成了系統(tǒng)結構的制備，并搭建了細胞培養(yǎng)實驗平臺和細胞傳感檢測實驗平臺（電容式表面應力生物傳感器）。主要加工過程分為:準備階段、陽膜加工階段、蓋片加工階段、平臺搭建階段。其中陽膜加工包括旋涂、前烘、曝光、后烘、顯影、堅膜六個工序，蓋片加工包括硅烷化、

4、澆注、脫氣、固化、脫模、打孔六個工序，平臺搭建包括鍵合和結構封裝工序。
　　3.最后，選取了具有完整細胞結構的單細胞生物金黃色葡萄球菌作為前期實驗對象，基于搭建的細胞培養(yǎng)實驗平臺和細胞傳感檢測平臺進行了細胞培養(yǎng)實驗、細胞濃度檢測實驗和細胞狀態(tài)檢測實驗。結果表明設計的微流體系統(tǒng)可以提供一個近似零流動零剪切力的微環(huán)境，不僅可以進行模擬體內(nèi)環(huán)境的細胞長期培養(yǎng)，而且為生物傳感檢測提供一個穩(wěn)定無干擾檢測環(huán)境，大大提高生物傳感的檢測范圍和精確