《基於微流體晶片的飲用水中消毒副產物的細胞毒性分析》是依託同濟大學，由李卓擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於微流體晶片的飲用水中消毒副產物的細胞毒性分析
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李卓
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
在過去的幾十年里，隨著工業、生化、醫藥等行業的快速發展，水源污染問題日益嚴重。消毒劑的使用極大地控制了水源性疾病的爆發，但是也帶來了複雜的消毒後副產物 (DBPs)。實驗表明消毒副產物會給人類的健康造成巨大的威脅。如何快速、準確對環境的污染物進行定性、定量的分析和實時監測已經是迫在眉睫。 近年來，越來越多的科研人員關注於採用微流體技術來實現環境中污染物的檢測和體外(in vitro)生化測試。本項目在申請人原有研究工作基礎上，套用微流體技術繼續深入分析研究水中DBPs的種類，及其對細胞毒性影響的基礎研究。採用實驗與數值模擬相結合，研究微流體系統中的流體剪下力和溫度場的分布，對微流體系統進行最佳化設計。採用微液滴富集水樣中的DBPs，並進行色譜分析。在細胞毒理測試分析方面，在採用傳統的細胞密度分析的同時，嘗試採用實時聚合酶鏈式反應（RT-PCR）對受毒害細胞進行基因測試分析。
結題摘要
消毒劑的使用極大地控制了水源性疾病的爆發，但是也帶來了複雜的消毒後副產物 (DBPs),對人類健康造成越來越大的威脅。如何快速、準確對環境的污染物進行定性、定量的分析、實時監測以及生物毒性已經是迫在眉睫。 本項目負責人及其所參與的課題組成員按照原項目所提出的科學問題研究思路，開展了相關的基礎理論與實驗研究。在該項經費的支持下，通過設備、實驗耗材等採購，以及自製的簡單設備搭建起微通道製備基本平台。結合課題組已有和其他課題組相關測試設備完成實驗測試。目前所取得的主要成果總結如下： （1）採用數值模擬技術和實驗完成微通道幾何結構的最佳化，以及牛頓流體—自來水和非牛頓流體—高分子溶液在微通道中流動特徵的基礎研究。通過採用微觀下示蹤粒子技術，確定微通道中牛頓流體的入口段長度與雷諾數成線性關係 Le/Dh=0.24+0.03Re。與常規尺度的通道相比，採用微通道一最典型的優勢是有效減小流體的慣性而增大彈性效應。該項工作為人員研發微流體系統提供理論和實驗依據;（2）基於氨基修飾的雙壁碳納米管電子感測器，通過與微流體技術結合，實現了對飲用水中二溴乙酸的檢測。實驗結果顯示其具有極高靈敏度，檢出限都達到1 ppt。感測器的選擇性通過改變碳管的化學修飾來調整。連續性測試也證明該感測器在實時檢測方面的可靠性。該項工作為發展簡單、易攜帶和操作的檢測方法提供參考;（3）基於微流體技術完成微型加熱平台的開發。該系統能夠並行地對多個微單元進行局部加熱。且體積微小、易於與顯微鏡相結合進行實時觀測、耗能低(mW)。實驗證明其可以有效地進行hela細胞培養。其快速的回響和穩定的溫度控制也可以嘗試套用在化學合成方面;（4）採用樹脂材料(NOA81)開發微流體晶片，實現了對果蠅頭部細胞的實時聚合酶鏈式反應（RT-PCR）測試分析。該合成樹脂價格低廉，有良好的生物相容性，光透性好，機械性能優異。並且晶片製作工藝簡單、快捷、易操作。 在上述成果的基礎上，目前正在進行二溴乙酸對哺乳類細胞毒性的影響研究中，已經獲得初步成果，論文正在書寫中。
