论文摘要
微流控芯片技术的微米级尺寸以及不同单元操作、灵活组成和自由集成的特点为细胞生物学提供了一个理想的研究平台。与传统的宏观研究体系相比,微流控芯片在细胞研究方面具有多方面优势：微流控芯片具有与体内微血管尺寸相近的微通道,更接近于体内微环境状态；可以将诸多细胞研究操作步骤集成在同一块芯片上以简化操作；还便于在微小尺寸下实现高通量,从而显著地节省时间和试剂。本文以微流控芯片为基本平台,进行了大肠癌细胞CCL-187培养和药物诱导细胞凋亡的研究。使用自行设计和制作的微流控芯片进行细胞培养,芯片由玻璃基板和带微通道的聚二甲基硅氧烷基片封接而成。考察了不同的细胞外基质处理芯片的微通道对细胞培养的影响：用多聚赖氨酸溶液处理芯片的微通道,可以使细胞快速贴壁并且分散均匀；用从鼠尾中提取的胶原涂敷在芯片的微通道内,可使细胞能够长时间稳定地在微通道内生长,两者的联合应用,可以使其效果得到互补。比较了两种更新微通道内培养基溶液方式的优缺点：培养箱外微量注射泵换液和培养箱内渗透微泵连续更新培养液。微量注射泵的流速稳定、精确且可随时调整,无菌消毒处理简单彻底,但不能进行连续更新培养基,操作比较烦琐；渗透微泵具有液流无脉冲、价格便宜、不需外接电源、可长时间连续使用等优点,可连续地更新培养基,及时清除阻碍细胞生长的代谢产物,为细胞的生长提供均一的微环境。但是渗透微泵的流速不能随时调整,且渗透驱动试剂溶液的浓度改变,使其流速不稳定。另外,渗透微泵的消毒程序比较麻烦且不彻底,而使细胞受细菌感染的几率比较大。免疫荧光实验考察了微流控芯片中培养的大肠癌细胞的性质,结果表明细胞未发生变异,具有普通培养瓶中培养的大肠癌细胞的特性。在微流控芯片上进行了药物诱导细胞凋亡初步研究,分别使用单药5-氟尿嘧啶（5-Fu）注射液,As2O3注射液和联合药物（5-Fu注射液+As2O3注射液）刺激大肠癌细胞。结果表明,将As2O3与5-Fu联合用药后,对人类大肠癌细胞的抑制作用均较单用其中一种药物时增强,联合用药对大肠癌细胞的药物作用具有时间依赖性。结果表明了将微流控芯片作为高通量的药物筛选平台具有可行性。本文通过大肠癌细胞的接种、培养、染色和药物刺激表明了以微流控芯片为平台对细胞进行相关研究的优势和潜力。