微流控芯片上的肿瘤组织微阵列构建

研发了一种多层复合微流控芯片,包含64细胞培养微孔阵列,该微阵列集成了细胞进样、水凝胶三维支架形成和持续灌流培养的过程.以MCF-7乳腺癌细胞为模型,连续培养中监测细胞存活率、细胞密度、增殖率和细胞内pH值,并同时进行冰冻切片后免疫组化染色.实验结果显示,乳腺癌细胞在水凝胶微球中增殖形成了类组织结构.E-cadherin及Vinculin在细胞内、细胞间隙均出现较强表达,提示水凝胶微球中细胞建立了细胞-细胞、细胞-间质连接.芯片上连续培养15天内细胞存活率保持在85％以上,细胞增殖率随时间延长而递减.细胞内pH值检测显示芯片3D培养细胞内部呈现明显的酸化,其程度随着细胞密度增大而增加.这种芯片肿瘤组织微阵列构建方法简单高效,有望发展成为肿瘤研究的有力工具.     

微流控多层纸芯片研究乳腺癌组织的微环境酸化

将多层纸芯片技术用于肿瘤微环境酸化研究。将种植有乳腺癌细胞的8层硝酸纤维素薄膜叠放并封装于芯片中,用以模拟3D乳腺癌组织。灌流培养多层纸芯片乳腺癌组织数天后拆分多层纸芯片,以检测各层薄膜上细胞生存、增殖和胞内乳酸含量,解析不同深度下肿瘤细胞微环境酸化程度。实验表明,细胞酸化程度受灌流速度影响,高灌流速度可以增加纸层上细胞密度,酸性代谢产物排出增加。缺氧也是导致微环境酸化的重要因素。随着氧气扩散距离的增加,酸化程度加重,并且肿瘤细胞生存率和增殖率相应降低。     

阵列微流控浓度梯度网络用于细胞-化学刺激反应研究

设计和制作了具有5组平行浓度梯度形成网络和30个细胞培养池的微流控芯片,该芯片集成了细胞接种、培养、梯度浓度化学刺激、标记和检测等功能单元。芯片为玻璃-PDMS杂合结构,微流控通道刻蚀于玻璃层。芯片细胞培养池设计了系列围堰结构以利于细胞贴壁。细胞接种、灌流培养和试剂引入通过外接微量注射泵控制完成。该芯片可以生成连续、稳定的平行浓度梯度。观察发现,围堰结构有利于细胞接种和生长,乳腺癌MCF-7细胞在芯片灌流培养条件下生长良好。利用该芯片检测了在接受As2O3和乙酰丝氨酸(NAC)梯度浓度刺激后乳腺癌MCF-7细胞内谷胱甘肽(GSH)水平以及细胞阿霉素敏感性的变化,分析乳腺癌细胞阿霉素敏感性与细胞内GSH水平的关系。MCF-7细胞内GSH水平的变化与刺激药物浓度呈剂量-效应依赖关系,在接受As2O3刺激后GSH水平有所下降;而在接受NAC刺激后GSH水平有所升高。MCF-7细胞阿霉素敏感性与GSH水平相关。在降低GSH水平后药物敏感性升高;而升高细胞内GSH水平后敏感性降低。这种阵列微流控浓度梯度网络可以用于高通量细胞-化学刺激反应研究,有潜力成为细胞水平大规模药物筛选的技术平台。     

注塑型聚甲基丙烯酸甲酯多通道微流控芯片的研制及其性能考察

微流控芯片技术因具有微量、快速、高效和高通量等特点,已成为分析化学领域中的研究热点之一．在微流控芯片中,最常见的可用作芯片的材料为玻璃、石英和各种塑料．玻璃和石英有很好的电渗性和光学性质,可采用标准的刻蚀工艺加工和用化学方法进行表面改性,但加工成本较高,封接难度较大．     

基于毛细管液滴技术的血液乙型肝炎病毒DNA提取

基于毛细管液滴技术,建立了提取血液中乙型肝炎病毒(HBV)DNA的方法.方法的基本原理是向聚四氟乙烯毛细管中连续引人油相和水相溶液时,由于表面张力作用,可以形成稳定的油包水型液滴.依次引人含有不同试样的液滴,在毛细管中完成进样、DNA结合、洗涤以及洗脱等过程.实验表明,采用蛋白酶K裂解和提高洗脱温度有利于提高DNA回收...     

芯片瞬间等速电泳-筛分电泳偶联分析精确计算DNA长度

建立了基于相对迁移时间比例的方法,依据待侧DNA片段相对于上位及下位内标的迁移时间比例进行长度预测。实验结果显示,DNA片段的相对迁移时间比例在不同分析条件下具有良好的重现性。通过建立相对迁移时间比例相对于DNA片段长度的对应关系公式,实现了芯片瞬间等速电泳条件下DNA片段长度的准确预测。实际样品分析证实这种基于相对迁移时间比例的计算方法简单可靠,适合于芯片tITP-CGE分析中DNA长度的精确判定。     

多层纸芯片乳腺癌组织微阵列用于抗肿瘤药物测试

开发了一种多层纸芯片细胞培养平台,将乳腺癌细胞分别接种于多层的图形化纸芯片的亲水区,折叠后构建了仿真实体肿瘤.多层纸芯片覆以微孔薄膜,用以仿真血管内皮层.培养不同时间后,拆解多层纸芯片检测乳腺癌组织内各层面的细胞形态、存活率、细胞周期分布以及细胞内乳酸含量.实验结果显示,各层纸芯片培养的乳腺癌细胞存活率均高于80％,并形成了类组织结构.芯片乳腺癌组织内部呈酸化倾向,且酸化程度随着培养时间的延长而升高.与二维(2D)培养细胞相比较,纸芯片乳腺癌组织内细胞增殖比例显著降低(15％ vs 60％).多层纸芯片乳腺癌组织显示了更接近体内情况的药物反应机制,细胞存活率随阿霉素浓度升高呈现缓慢下降趋势,IC50值显著高于2D培养细胞组(5.0 μmol/L vsl.144 μmol/L).这种多层纸芯片乳腺癌组织微阵列构建简便、仿真度高,有望成为抗肿瘤药物反应测试的有力工具.     

微流控芯片快速鉴定多重细菌

建立了一种用于多重细菌鉴定的微流控芯片分析方法。在芯片上实现细菌进样、培养和鉴定,结合培养池阵列的空间分辨力以及菌种特异性显色培养基的颜色分辨力,可以实现多重细菌检测。实验选用4种泌尿系统感染常见病原菌作为模拟测试对象,结果显示,这种芯片方法在15 h内可完成细菌鉴定,检测限可达101cfu/mL。临床样本测试结果显示,芯片方法可以实现4种细菌同步鉴定,检测结果与传统方法的一致性达到96.3%。这种微流控细菌鉴定方法简便快速,有望发展成为细菌检测的有力工具。     

基于微流控芯片的尿路感染细菌鉴定及抗生素敏感性测试

发展了一种微流控芯片纸基细菌分析技术,用于多重细菌鉴定与抗生素敏感性测试.制备了阵列培养池芯片,以滤纸作为衬底固定显色培养基和抗生素.利用PVDF疏水薄膜止流阀,将尿液样品引入芯片并分隔于不同培养池.借助于培养池阵列的空间分辨力,实现多重细菌分析.根据特异性显色结果实现细菌鉴定,通过实时显色强度分析实现细菌定量,依据抑制显色反应的最低抗生素浓度确定抗生素敏感性.以3种泌尿系统感染常见病原菌(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和粪肠球菌)为模拟测试对象进行分析,结果表明,芯片方法可以在18 h内实现对3种细菌的同时鉴定及6种抗生素敏感性测试.对照实验显示,芯片法与传统方法细菌鉴定和抗生素敏感性测试结果一致性分别为94.1％和93.9％.本研究建立的微流控芯片细菌分析方法简便快速,非常适合于医疗资源匮乏条件下的细菌分析.     

胶束电动力学毛细管色谱中峰的定性方法

从理论上探讨了在胶束电动力学毛细管色谱中采用迁移时间来定性的不足，提出将相对有效淌度用于该体系下尿中核苷组分的定性。结果表明：使用相对有效淌度作定性指标，其平均相对标准偏差为1．54％，明显优于同迁移时间进行定性所得的平均相对标准偏差7．9％。提出用识别系数评价定性的可靠性。当使用相对有效淌度作定性指标时，75％以上的分析物都达到了可靠识别。识别可靠性与采用迁移时间相比最高可提高16倍。