基于微流控芯片的激光驅(qū)動(dòng)細(xì)胞分離技術(shù)研究.pdf

1、在生物和醫(yī)學(xué)研究中，分離不同類(lèi)型的細(xì)胞一直是細(xì)胞研究的重要領(lǐng)域，可以給許多疾病的診斷和治療帶來(lái)巨大的便利，同時(shí)也將給生命科學(xué)研究帶來(lái)突破性進(jìn)展。微流控芯片實(shí)驗(yàn)室是一種引起廣泛關(guān)注的新興技術(shù)，它實(shí)現(xiàn)了在微納尺度對(duì)液體的操縱，可以應(yīng)用于細(xì)胞及分子生物學(xué)等研究中。激光微操縱技術(shù)是以光壓和光鑷?yán)碚摓榛A(chǔ)實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞的操縱，該技術(shù)具有高效、不接觸、無(wú)損傷的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合微流控技術(shù)和激光微操縱技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效新型的細(xì)胞分離具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。

2、>　　本文主要研究在微流控芯片基礎(chǔ)上結(jié)合激光驅(qū)動(dòng)細(xì)胞以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的分離。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀的了解和大量的文獻(xiàn)總結(jié)，論文首先開(kāi)展了聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流控芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制作工藝的研究，并在此基礎(chǔ)上探究了流體及細(xì)胞在微流控芯片中的行為，同時(shí)從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面探究了高聚焦的激光微束驅(qū)動(dòng)細(xì)胞的方法，最后綜合微流控技術(shù)和激光驅(qū)動(dòng)方法對(duì)集成細(xì)胞分離系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和搭建。
　　首先文中探究了微流控芯片的制作方法并優(yōu)化加工工藝，選擇PDMS材

3、料作為芯片的制作耗材，并基于軟蝕刻技術(shù)和真空等離子鍵合方法設(shè)計(jì)芯片加工流程，最終實(shí)現(xiàn)微流控芯片的制作。另外探討了芯片中微流體的行為，并利用COMSOL軟件對(duì)水力聚焦形成單細(xì)胞流進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)加工芯片基礎(chǔ)上搭建水力聚焦實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過(guò)大量流體實(shí)驗(yàn)，與仿真結(jié)果相互印證。
　　其次文中通過(guò)探究光鑷技術(shù)的發(fā)展和原理，分別從幾何光學(xué)方法、瑞利模型等方面進(jìn)行了力學(xué)分析，并對(duì)激光通過(guò)光纖捕獲和驅(qū)動(dòng)微粒進(jìn)行了光場(chǎng)分析。另外搭建光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通