集成化多功能可控細胞操縱及分析微流控晶片的研製

《集成化多功能可控細胞操縱及分析微流控晶片的研製》是依託湖南工程學院，由張何擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：集成化多功能可控細胞操縱及分析微流控晶片的研製
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：張何
• 依託單位：湖南工程學院

項目摘要

本項目旨在利用微流控慣性聚焦原理，在完全不藉助外力的情況下實現細胞的可控操縱，包括細胞的慣性聚焦、細胞有序排列以及細胞的分離等功能操縱，並與微流控液滴形成技術、層流技術、水凝膠成型技術以及微陣列捕獲技術有機結合起來，實現細胞的有序可控包裹並形成陣列，該細胞陣列為包裹有細胞的水凝膠微球陣列，這將使得細胞能更好的進行各種生命活動，為單細胞研究、細胞通訊研究及幹細胞研究提供一種重要的技術平台。.本項目綜合運用現代生命科學、化學、材料學等學科的理論和方法，以微流控技術中的新方法、新技術以及新材料的集成與發展為突破口，在集成的微流控晶片上實現細胞的可控分離、有序包裹及形成細胞陣列，為標準化細胞分析及組織工程研究提供技術支撐。擬在國際核心期刊上發表3-5篇研究論文（SCI或EI收錄），其中影響因子大於5.0的1-2篇，申請有自主智慧財產權的發明專利1-2項。

結題摘要

細胞操縱是微流控技術用於細胞學研究的基礎。本研究設計並裝配了一種可用於細胞可控操縱及分析的新型微流控晶片，該晶片由細胞有序操縱模組、細胞可控包裹模組、細胞陣列形成模組以及濃度梯度形成模組四個部分整合而成，可在晶片內實現細胞的慣性聚焦、細胞有序排列以及細胞的分離等功能操縱，並與微流控液滴形成技術、層流技術、水凝膠成型技術以及微陣列捕獲技術有機結合起來，實現細胞的可控包裹並形成陣列。分別對晶片的各個模組進行了最佳化及生物醫學套用開發，探索晶片設計的最佳化結構及布局，獲得了一系列的研究成果：立足慣性聚焦原理，設計並裝配了可用於血細胞高效、無損分離的微流控晶片；立足慣性聚焦原理，設計並裝配了可用於細胞周期同步化的微流控晶片；考察了晶片細胞包裹模組的各項性能，獲得了油相流速對液滴尺寸的影響、細胞密度對細胞包裹數量的影響等相關規律；設計並裝配了一種新型動態微流控微珠陣列晶片，以此為檢測平台，開展了病毒分析、循環腫瘤細胞檢測、血液腫瘤標識蛋白分析、基因突變以及血液中腺苷檢測等相關生物醫學套用；考察了多功能晶片用於細胞生長及細胞應激的適用性，獲得了相關的性能數據。該晶片的研製，為細胞研究提供了一種重要的技術平台。