| 题名 | 面向胰岛素微量测定的微流控系统研究 |
| 作者 | 詹志坤 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2011-06-03 |
| 授予单位 | 中国科学院沈阳自动化研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院沈阳自动化研究所 |
| 导师 | 李文荣 ; 童光宏 |
| 关键词 | 微流控系统 免疫定量 微泵 微混合器 胰岛素检测 |
| 其他题名 | Investigation of a Microfluidic System for Insulin Micro-Determination |
| 学位专业 | 机械电子工程 |
| 中文摘要 | 糖尿病已在全球范围内呈现出流行态势，成为严重危害人类健康的重大疾病。因而发展面向糖尿病的新型有效检测技术，对糖尿病的早期诊断、高危人群普查、临床医疗和开展相关科学研究具有重要意义。 微流控芯片及系统技术，以其高集成化、高通量、试剂量小、效率高、分析速度快等优势在生物、化学、医学等领域得到了广泛应用。本论文针对糖尿病的普查、诊治和科研所面临的需求问题，开展了基于微流控芯片技术的微量、快速、高灵敏度糖尿病多元免疫指标检测相关理论方法和实现技术研究，为糖尿病的发病机理研究、大规模早期诊断、治疗和临床科研提供新的技术手段。 本论文的主要工作是通过研究基于酶联免疫吸附测定（ELISA）原理的“双抗体夹心”结构构建和磁性微粒子载体操控方法，设计构建相应的微流控芯片，研究微量免疫发光检测和免疫学评价方法，运用系统集成技术进行实验研究。主要工作如下： l 开展了基于PDMS材料的微流控芯片设计和制作。 通过学习掌握MEMS工艺技术，针对微量、高灵敏度的检测需求，研究完成基于PDMS材料的微混合器和微泵芯片的结构设计和制作；分析了两类功能芯片的工作原理。通过对微混合器和微泵芯片的技术研究，解决了微流控系统中的流体驱动控制和样品混合/反应问题。 2 开展了微流控功能单元芯片的性能测试研究。 针对微流控系统的混合效率问题，研究了图像分析和化学发光曲线两种测评方法，进行微流控的设计改进。实验研究结果表明，已完成的微混合器能够对不同颜色的色素溶液和参加反应的多种试剂进行有效混合。研究了具有不同粘度系数的液体对微泵性能的影响。实验结果分析表明，液体粘度是影响微泵性能的重要参数。实验证明已完成的微泵系统对血清液体具有明显的驱动力，满足处理临床血清样本的要求，为组合微流控系统提供了设计依据。 3 进行了组合微流控系统的设计方案和性能测试研究。 针对拟定的胰岛素检测方案和过程，依据化学发光酶免疫检测胰岛素的技术方案和各单元功能，设计了具有不同功能的微流控组合集成芯片系统，并分别对各个系统的流体输运功能进行了测试研究。测试结果表明，利用有限数量的独立微泵和微混合器芯片组成的组合微流控系统，可以完成液体在系统管路的可控驱动，为实现在微流控系统中进行生物化学反应的进样、混合及反应控制奠定了基础。 4 开展了基于“双抗体夹心”ELISA法和化学发光检测的胰岛素测定方法研究。 针对医学检验中对胰岛素的检测要求，进行了基于羧基修饰功能化磁性微粒与特定抗体（如胰岛素抗体、C肽抗体等）化学结合形成固相载体的方法研究，研究了该固相载体、酶标记抗体与待测抗原构成“双抗体夹心”结构的可实现方法。在上述微流控实验系统中，开展了基于化学发光原理的非临床胰岛素抗原非均相酶联免疫测定实验研究，以及对待测物质第一抗体捕获率测定方法研究。实验结果表明，组合式微流控系统可实现非临床胰岛素样品的快速、微量检测，其检测下限达到了几个皮摩尔/升级，多次平行检测结果的变异系数居于15%以内。 5 胰岛素微定量检测方法的有效性评估实验研究。 针对胰岛素定量检测方法的有效性评估问题，采用临床人血清样品，分别进行了重复性试验、回收试验和干扰试验研究，并进行了精密度、准确度和特异度的分析和评估。实验结果表明，对临床血清样品中的胰岛素含量测定可基本满足临床检验要求。重复性试验结果表明，本文所实现的检测方法和实验系统对同批次胰岛素样品检测具有较好的重复性；干扰试验采用非临床C肽样品进行，结果表明C肽溶液对胰岛素的检测结果影响程度不大，不存在明显干扰。 本论文的研究提出了一种面向糖尿病免疫指标检测的微流控系统技术，为实现微量、快速、高灵敏度的糖尿病免疫指标微量测定提供了一种新型检测技术和系统实现方法。为内分泌领域相关学科及其他生物医学免疫学研究提供了新的技术发展途径。 |
| 索取号 | TP273/Z26/2011 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-07-27 |
| 分类号 | TP273 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.sia.ac.cn/handle/173321/9401]  |
| 专题 | 沈阳自动化研究所_机器人学研究室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 詹志坤. 面向胰岛素微量测定的微流控系统研究[D]. 中国科学院沈阳自动化研究所. 中国科学院沈阳自动化研究所. 2011. |
| 个性服务 |
| 查看访问统计 |
| 相关权益政策 |
| 暂无数据 |
| 收藏/分享 |
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。
修改评论