基于微电极阵列的异源细胞电融合和融合信号发生器的初步研究生物医学工程专业论文.docxVIP

重庆大学硕士学位论文英文摘要 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 PAGE PAGE IV Keywords: Cell electrofusion, Microfluidic, Heterogenous cell, Dielectrophoresis 重庆大学硕士学位论文目录 重庆大学硕士学位论文 目 录 目 录 中文摘要I 英文摘要 II 1 绪论 1 1.1 研究背景和意义 1 1.1.1 研究背景 1 1.1.2 研究意义 4 1.2 国内外研究现状 5 1.2.1 异源细胞融合实验的研究 5 1.2.2 细胞电融合信号发生装置的研究 7 1.3 研究目标和内容 9 2 微阵列电极细胞电融合的理论基础 10 2.1 介电电泳力对细胞的作用 10 2.2 细胞电融合原理 12 2.2.1 细胞在电场作用下的排队 12 2.2.2 细胞电穿孔 13 2.2.3 细胞电融合 15 3 针对微芯片的细胞电融合信号的选择 17 3.1 控制信号的类型 18 3.2 控制信号的参数 18 3.3 细胞电融合过程 22 4 异源细胞电融合实验研究 23 4.1 实验材料和方法 25 4.1.1 实验材料和试剂 25 4.1.2 实验仪器和设备 25 4.1.3 实验方法 25 4.2 电融合实验相关参数的优化和确定 26 TOC \o 1-1 \h \z \u HYPERLINK \l _TOC_250002 4.2.1 NIH-3T3 细胞和 HEK-293 细胞的电融合实验 27 HYPERLINK \l _TOC_250001 4.2.2 NIH-3T3 细胞和 HEK-293 细胞的无菌细胞电融合实验 27 HYPERLINK \l _TOC_250000 4.2.3 Human MSCs 和 K562 细胞电融合实验 28 4.3 结果与讨论 28 4.3.1 异源细胞电融合的实验分析 28 4.3.2 融合细胞培养和鉴定 34 4.3.3 流式细胞分析仪对融合细胞筛选 35 4.4 本章小结 37 5 细胞电融合的信号发生器的初步研究 38 5.1 正弦信号输出电路 38 5.1.1 DDS 技术的介绍 39 5.1.2 基于 AD9850 输出的正弦信号 40 5.2 脉冲信号输出电路 43 5.3 系统控制等电路 43 5.4 输出信号的测试 45 5.5 本章小结 47 6 总结及展望 48 6.1 课题取得的进展 48 6.2 不足及展望 48 致 谢 50 参考文献 51 附 录 54 重庆大学硕士学位论文1 重庆大学硕士学位论文 1 绪论 PAGE PAGE 10 1 绪论 1.1 研究背景和意义 研究背景 细胞融合（cell fusion）[1]，是指在离体的环境下，通过人工干预的方式，如 生物、化学、物理或者其它外力作用促使两个或多个细胞或原生质体相互接触， 进而发生细胞膜、细胞质和细胞核的融合，形成单核或多核的杂核细胞（图 1.1）。 细胞融合技术也称细胞杂交技术，或体细胞杂交技术。融合后的细胞带有两个或 多个亲本细胞的遗传属性，可以培养为新的物种、新的品系或者新的细胞工程产 品。 图 1.1 细胞融合示意图[2] Fig 1.1 Skematic picture of cell fusion 人工诱导细胞融合是上世纪 60 年代发展起来的一门细胞工程技术。它源于 1958 年日本科学家 Okada[3]偶然发现用仙台病毒可使小鼠腹水瘤细胞在试管中经 震荡后发生融合。这一研究为人工诱导异体细胞杂交融合奠定了方法学基础，也 是首次用紫外灭活的仙台病毒诱导体外细胞融合形成了多核体。从此，细胞融合 引起了细胞工程学术界的高度重视，在进一步的研究发展中，出现了各种诱导细 胞融合的方法。总的来讲，诱导细胞融合的主要方法分为三种：生物诱导如病毒 诱导融合法、化学诱导如聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）诱导融合法以及物 理诱导如电诱导融合法。 1965 年英国的 Harris 和 Watkins[4]在 Okada 的研究基础上做了大量工作，他们 利用灭活的病毒诱导不同的细胞融合，获得了存活的融合细胞。生物诱导融合的 基本机理是病毒分别粘接在两个细胞的两侧面，细胞在病毒的作用下发生细胞质 膜的融合。早期用来促使细胞融合的病毒有仙台病毒、天花病毒、RNA 癌病、毒 冠状病毒等。其中，以仙台病毒的诱导效果最为有效，使用最为广泛，是生物诱 导细胞融合的典范[5-7]。生物诱导细胞融合的适应范围广泛，基本动植物细胞都可 适用，但由于病毒的制备困难以及不稳定，融合操作复杂，重复性差、融合率低[2]， 目