硅微通道阵列红细胞变形性检测技术研究

论文摘要

红细胞的变形性是指红细胞在外力作用下采取新的形状的能力。其变形性是血液运输气体的必要条件,有重要的病理和生理意义,对红细胞变形性的研究是细胞流变学最重要的研究内容之一。目前有多种检测红细胞变形性的方法,而随着细胞流变学的发展,现有的研究手段和技术日益显露局限,对新技术、新方法和新手段的需求就成了细胞流变学发展的必然要求。正是在这种背景下,本文研究了一种新的方法——硅微通道阵列红细胞变形性检测技术。该方法在实验室课题组的努力下已经取得许多的进展。论文针对原系统存在的问题做了进一步的研究和改进: ①作者结合微机电技术(MEMS)改进了硅微通道阵列芯片的设计,并在合作单位信息部电子24 所成功的完成芯片加工; ②重新设计并用玻璃材料制作了新的流路系统; ③将原来的负压驱动改成了正压驱动。解决了原来采用负压驱动时带来的腔体密封问题。④重新设计了系统观测平台,使之和显微镜载物台更好的配合,采集出质量更好的图像资料。论文对改进后的硅微通道阵列红细胞变形性检测系统进行了重复性验证实验。结果表明对系统的改进已经在一定程度上提高了系统的重复性和可靠性。论文还利用微通道阵列红细胞变形性检测系统结合激光扫描共聚焦荧光显微镜研究了红细胞内游离钙离子浓度对其变形性的影响。我们分别利用细胞外一定浓度的钙离子和钙离子载体A23187 来影响红细胞内钙离子的浓度。通过激光扫描共聚焦荧光显微镜测量细胞内游离钙离子浓度;再通过硅微通道阵列红细胞变形性检测系统检测相应红细胞的变形性。从而可以得出细胞内游离钙离子浓度对红细胞变形性的影响。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 相关领域国内外研究现状
• 1.2.1 影响红细胞变形性的因素
• 1.2.2 检测红细胞变形性的意义
• 1.2.3 MEMS 加工技术
• 1.3 论文主要内容
• 2 红细胞变形性检测方法和基本原理
• 2.1 几种红细胞变形性检测方法及原理
• 2.1.1 激光衍射法
• 2.1.2 微管吮吸法
• 2.1.3 微孔滤膜法
• 2.1.4 底部附着法
• 2.1.5 粘性测量法
• 2.1.6 电导法
• 2.1.7 凝胶过滤法
• 2.1.8 硅微通道测量技术
• 2.2 硅微通道阵列红细胞变形性检测方法
• 2.2.1 硅微通道阵列芯片的结构
• 2.2.2 红细胞通过硅微通道的理论模型
• 3 芯片的仿真、设计及加工
• 3.1 CoventorWare 软件介绍
• 3.2 微通道流体的仿真
• 3.2.1 版图及三维图形
• 3.2.2 划分网格
• 3.2.3 流体仿真结果
• 3.3 微通道芯片的计算机辅助设计
• 3.3.1 芯片版图的设计
• 3.4 芯片的加工及改进
• 4 系统设计
• 4.1 流路设计
• 4.1.1 负压流路
• 4.1.2 正压流路
• 4.2 电路设计
• 4.2.2 采集电路
• 4.2.3 接口电路
• 4.2.4 图像采集
• 4.3 软件设计
• 4.3.1 软件系统工作原理
• 4.3.2 数据采集
• 4.4 实验
• 4.4.1 实验目的
• 4.4.2 实验步骤
• 4.4.3 实验过程
• 4.4.4 实验结果及讨论
• 2+浓度影响红细胞变形性研究'>5 红细胞内游离 Ca²+浓度影响红细胞变形性研究
• 5.1 简介
• 2+的分布及其信使作用'>5.2 细胞Ca²+的分布及其信使作用
• 2+的测定方法'>5.3 细胞内游离Ca²+的测定方法
• 5.3.1 介绍
• 2+荧光指示剂法'>5.3.2 Ca²+荧光指示剂法
• 5.4 细胞内钙离子浓度对其变形性影响的实验研究
• 5.4.1 实验目的
• 5.4.2 实验步骤
• 5.4.3 细胞内钙离子的荧光检测
• 5.4.4 细胞内钙离子荧光检测定量分析
• 5.4.5 细胞内钙离子浓度对红细胞变形行的影响
• 5.4.6 讨论
• 6 总结及展望
• 6.1 论文完成的主要工作以及创新点
• 6.2 进一步的研究目标
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 独创性声明
• 学位论文版权使用授权书