微流控芯片中多种外泌体的检测及其自动化进样平台搭建
全球每年新增因各种因素确诊癌症病情的人数多达近两千万，确诊罹患癌症后五年内仍然健在的人数，仅为癌症确诊人数的二分之一。在众多癌症种类中，口腔癌是较容易被人们所忽视的一种疾病。口腔癌的早期表现症状之一为口腔溃疡，而大多数口腔癌患者会忽略了这一症状，因而造成病情的延误。因此在口腔癌患病早期就能对其进行诊断，并与常规的口腔溃疡病症进行区分，是现在口腔癌诊断的重中之重。对于口腔癌的早期体外诊断有CTC（循环肿瘤细胞）、ctDNA（循环肿瘤DNA）、外泌体等检测方式。但对于口腔癌与口腔溃疡的同步检测，外泌体则是最优的选择。反观几种常见的外泌体检测方法，NTA（纳米颗粒追踪技术）数据获取难度大，过程复杂；FCM（流式细胞分选技术）检测颗粒直径较为局限，无法包括所有的外泌体大小范围。总的来说，现有的各种检测方法都存在一定的局限，不利于外泌体实际检测应用的推广。 本论文对于口腔癌和口腔溃疡外泌体检测的问题，提出设计一款能同时进行多种外泌体的检测的微流控芯片，并在实验开展的过程中结合专业所长，实现微流控芯片的进样自动化。本课题主要针对多种外泌体检测过程中的样本处理、检测原理及流程，微流控芯片的自动进样等问题进行了一系列探究。主要工作如下： 首先，结合外泌体的形态学特征、表面标志物的不同以及免疫磁性微球的特点，设计并制作了一套基于尺寸控制与磁场控制相结合的微流控芯片，对不同大小的磁性粒子进行功能验证；在微流控芯片的基础上，进行了口腔溃疡来源的Jurkat外泌体和口腔癌来源的CAL-27外泌体的同步检测，对口腔溃疡和口腔癌外泌体的检测限分别为8.5×104particles/mL和4.45×105particles/mL，灵敏度高；结合自主设计的自动化进样装置，实现检测流程的自动化进样，并实现上位机控制；在自动化进样装置搭建的过程中，结合实际需求，开发了一款基于LabVIEW的晶振元器件质量测试系统。 本课题通过微流控芯片中多种物理结构的控制，实现口腔癌和口腔溃疡两种外泌体的同时检测，并且搭建自动化的进样系统，进一步提升外泌体检测的自动化程度，具有一定的临床应用价值。
微流控芯片;外泌体检测;磁性微球;嵌入式设备
武汉纺织大学
硕士
电子科学与技术
刘侃;洪少力
2021
中文
TN492;R739.8
2021-10-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）