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文檔簡介
1、多巴胺能神經元的缺失是導致神經退行性疾病,例如帕金森病,的一種主要原因。神經干細胞經過誘導可以分化成多巴胺能神經元,因此神經干細胞移植被認為是治療帕金森病的一種理想方法。為了更接近體內的真實環(huán)境,將微流控芯片與膠原水凝膠技術相結合,可以構建神經干細胞的體外三維培養(yǎng)微環(huán)境。電化學檢測具有檢測靈敏度高、可微型化和集成化等特點,已成為微流控芯片檢測的一種主要方法。
本文設計并制作了一種新的微流控芯片,在芯片上集成了用作細胞培養(yǎng)室的主
2、通道、用于細胞培養(yǎng)基輸送的兩條側通道和用于多巴胺電化學檢測的3組三電極體系。該芯片有望實現(xiàn)神經干細胞的三維培養(yǎng)以及由多巴胺能神經元分泌出的多巴胺實時檢測,用于研究神經干細胞向多巴胺能神經元的誘導分化情況。芯片由一片聚二甲基硅氧烷(PDMS)溝道片和一片玻璃電極片組成。溝道片采用澆注成型的方法制作完成。由于在溝道片的中間區(qū)域密集分布了兩排高深寬比(3∶1)的微柱陣列,這些微柱在脫模過程中極易產生斷裂,為此本文研究了一種新的脫模方法。首先,
3、將PDMS預聚物和固化劑的混合比例增大到了15∶1,用于降低PDMS的彈性模量,使其在脫模時不易發(fā)生斷裂。其次,整個脫模過程在無水乙醇中進行,乙醇會起到很好的潤滑作用,有助于脫模。最后,利用二甲基二氯硅烷對硅模具表面進行處理,降低模具的表面能,減小PDMS與模具之間的粘附作用。為了驗證二甲基二氯硅烷對硅模具表面進行處理的穩(wěn)定性,對處理后的硅模具表面接觸角進行了跟蹤測量。表面處理后第七天的模具表面接觸角與第一天相比變化量只有2.8°,而且
4、澆注出的微柱陣列沒有發(fā)生斷裂,這說明了二甲基二氯硅烷的表面處理穩(wěn)定性很好,可以滿足模具的長期使用要求。電化學檢測常用Ag/AgCl電極作為參比電極,但是Ag/AgCl在生物環(huán)境中容易出現(xiàn)降解現(xiàn)象,為此本文建立了一種Au-Au-Au三電極體系。
對芯片的檢測性能進行了研究。首先,以硫酸作為測試樣品進行了檢測,得到的伏安曲線與之前報道的Au-Ag-Au和Au-Ag-Pt三電極體系完全吻合,表明建立的三電極體系可以很好的用于電化學檢
5、測;此外,建立的三電極體系還表現(xiàn)出良好的片內穩(wěn)定性和片間重復性。然后,對多巴胺進行了電化學檢測。為了更貼近將來芯片的應用環(huán)境,本文用到的多巴胺均溶解在神經干細胞培養(yǎng)基中。獲得的多巴胺檢出限為3.92μM,線性檢測范圍為10μM~500μM。
為了提高芯片的檢測靈敏度,采用聚吡咯/聚對苯乙烯磺酸鈉對Au工作電極表面進行了修飾。利用電極修飾后的芯片對多巴胺進行了檢測,獲得的多巴胺檢出限為0.69μM,比修飾前的芯片檢出限降低了近1
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