《基於納米懸臂樑陣列的單細胞力學特性生物感測器研究》是依託太原理工大學，由胡杰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於納米懸臂樑陣列的單細胞力學特性生物感測器研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：胡杰
- 依託單位：太原理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
細胞力學特性是細胞與分子生物力學研究的最關鍵問題，由於受細胞實驗載入方法和測量手段的影響，目前基於細胞牽引力的生物感測器仍然存在力學靈敏度和解析度相對比較低的問題。本項目擬從研究納米懸臂樑陣列生物感測器的細胞生物力-機械力的轉導機制出發，開展細胞與材料表面相互作用的微觀機制的研究，建立外力作用下納米懸臂樑結構的力學特性回響物理模型；通過建模仿真與計算分析，實現納米懸臂樑關鍵參數的最最佳化結構設計；提出且利用先進的納米壓印技術和背曝光工藝，解決懸臂樑臨界深寬比而造成的機械穩定性問題；開展納米軟印刷生物分子圖案化技術的研究，消除相鄰細胞間的相互影響，實現單細胞陣列化；針對人體細胞進行細胞力學特性實驗，驗證並實現基於納米懸臂樑陣列的單細胞力學特性生物感測器的高靈敏度特性。本項目旨在揭示納米懸臂樑生物感測器的細胞生物力-機械力的轉導機理，為生物感測器在人體細胞發病機制檢測的突破性進展奠定理論基礎和
結題摘要
本項目開展了以製備高靈敏懸臂樑陣列生物力學轉換器為目標，以幹細胞和腫瘤細胞為主要對象，探索了細胞在粘附過程中的生物力-機械力的轉導生物機制。利用紫外納米壓印和光刻技術製備出微/納複合結構，研究了細胞在微/納複合結構基底表面的微觀粘附機制；採用微接觸印刷技術實現了納米尺度內蛋白結構的圖案化轉移，形成了單細胞陣列結構。同時，結合背曝光和熱壓印技術製備出不同尺寸結構的懸臂樑陣列，研究細胞在不同環境條件下與納米懸臂樑陣列的相互作用，運用螢光技術對細胞與納米懸臂樑作用的全場應變和運動規律進行監測；在單細胞層面上實現對細胞牽引力的精確測量，為生物感測器在人體疾病的早期預測提供實驗數據支持。項目共發表論文10餘篇，其中SCI論文10篇；獲山西省2012年科學技術自然科學類三等獎1項。
