基于导电聚合物的电穿孔细胞转染微流控芯片的研究
细胞转染是将外来核酸引入细胞以获得新遗传标志的过程。细胞转染在基因治疗、药物筛选、疫苗开发等领域都具有非常重要的应用。相比于生物转染方法在安全性、化学转染方法对细胞选择性等方面的局限，物理转染方法不需要载体和其他化学物质的介导，适用的细胞种类更加丰富，且能够减小细胞损伤，其中以电穿孔方法应用最为广泛。电穿孔法通过电场作用，在细胞膜上形成瞬时的孔洞，从而将难以穿透细胞膜的大分子转入细胞。近年来，细胞转染技术逐渐向微型化技术发展，微流控电穿孔芯片能够很好地隔离单个细胞、聚焦电场、降低所需的电压，从而降低能耗并简化装置。电穿孔芯片常用的电极形式有平行板电极、共面电极、金属丝电极和三维电极。平行板电极、共面电极都存在电场不均匀的问题，金属丝电极和三维电极虽然都能提供均匀电场，但它们分别存在着所需电压大和工艺复杂造价昂贵的缺点。 本论文提出的采用软光刻倒膜技术以导电聚合物为材料加工而成的三维微电极电穿孔细胞转染微流控芯片，较以往的金属三维电极具有明显优势，不仅能够在实现可逆电穿孔的同时简化工艺降低芯片成本，还能够提供更加均匀的电场。通过对本论文所设计的芯片进行功能性测试，证明了使用该芯片能够向细胞内成功递送多种材料，包括碘化丙啶、质粒DNA和量子点。其中向细胞内递送碘化丙啶的效率和细胞活性对于Hela细胞均为约80％，对于A549细胞则为79％与93％。我们相信，本论文所设计的电穿孔细胞转染微流控芯片具备作为低成本和高通量基因转染有力工具的潜力。
微流控芯片;电穿孔;细胞转染;三维电极;导电聚合物
北京化工大学
硕士
生物工程
俞度立;李为公
2021
中文
TN492
2021-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）