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基于液滴微流控芯片的抗白念珠菌药物筛选平台初步构建及应用研究

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摘要

缩略词表

第一章 前言

一、课题研究背景

二、本研究的内容和意义

第二章 液滴微流控芯片的设计与制作

一、引言

二、仪器和材料

三、实验方法

四、结果与讨论

五、本章小结

第三章 液滴微流控平台构建和芯片性能评价

二、仪器和材料

三、实验方法

四、结果和讨论

五、本章小结

第四章 基于液滴微流控芯片的抗白念珠菌药物筛选初步探索

一、引言

二、仪器和材料

三、实验方法

四、结果和讨论

五、本章小结

全文总结

参考文献

附录

在读期间发表论文和参加科研工作情况

致谢

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摘要

真菌感染的日趋严重以及耐药菌株的不断出现对抗真菌新药需求日趋增长。传统孔板法已经不能满足抗真菌药物活性分析的高通量和高内涵。液滴微流控芯片作为微流控芯片的一个重要分支，具有分析速度快、灵敏度高、试剂消耗少、生物相容性高、无交叉污染、高通量、微型化、集成化、自动化等特点，可以在短时间内分析大量的药物参数和指标，加快筛选进程。传统孔板法需要将菌落孵育到一定浓度才能进行检测，常需数天时间。液滴作为微反应器，包裹真菌细胞即可获得较高的菌落浓度，大大减少真菌细胞孵育时间。液滴微流控芯片技术已逐渐应用于药物活性研究并凸显优势，很有可能取代孔板，成为下一代主流的抗真菌药物活性筛选平台。
　　本论文以具有良好研究基础的抗真菌药物为研究对象，以液滴微流控芯片平台为手段，构建抗白念珠菌药物筛选的液滴微流控芯片系统，初步实现细胞水平的抗真菌药物活性分析。本文分为三个部分展开:
　　首先，本文设计了多种通道结构二维图形，采用软光刻法以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为材料制作了大量的液滴微流控芯片，详细讨论了液滴微流控芯片的通道图形设计和制作流程的优化，为自行建立基于液滴微流控芯片的药物筛选平台打下基础，为实验室今后工作制订较为通用的操作规程。
　　其次，本文自主构建了用于抗白念珠菌药物筛选的液滴微流控芯片平台，考察了自制液滴微流控芯片的性能，优化了液滴生成和收集的条件，为下一步药物筛选应用做好准备。以含1％ EA-surfactant的HFE-7500为连续相、以RPMI1640培养液为分散相生成了大小均一、单分散性良好的液滴。离心管收集液滴室温静置5天仍保持形状稳定。
　　最后，进行了基于液滴微流控芯片的抗白念珠菌药物筛选初步探索。采用液滴生成芯片、液滴生成和直通道收集芯片分别进行了抗真菌药物筛选初步试验，选择了阿尔玛蓝作为终点指示剂，考察了芯片外孵育与芯片上孵育的可行性，根据试验结果选定了芯片外孵育的方法作为试验方法，最后进行了4种已知阳性药物和新药（艾迪康唑）的活性筛选，并用孔板法进行验证，初步证明自行设计构建的液滴微流控芯片平台可用于抗真菌药物筛选，并且具有分析检测速度快、试剂消耗量少的优点，为进一步利用液滴微流控芯片技术开展高通量、高内涵抗真菌药物活性筛选提供技术支撑。

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