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介电泳研究细胞介电响应规律、分离及重金属毒作用机理

作　者: 韩萍
导　师: 陈慧英；王斌
学　校: 中央民族大学
专　业: 生态学
关键词: 介电泳交叉频率范围电导率细胞毒作用机理
分类号: Q2
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

介电泳是中性粒子分离与分析的新技术,20世纪末开始广泛应用于生物、化学、医学、环境甚至纳米技术。本文综述了介电泳技术的发展和在各个领域的应用,详细介绍了该技术在细胞研究中的研究进展和优势。介电泳现象是指在非均匀交流电场中,悬浮在一定介质中的微粒因诱导极化作用产生的定向迁移过程。细胞介电泳分离技术具有许多优点,包括不需要添加抗体,所用交变电场对细胞的作用是“非破坏性”的,使用灵活,容易调控,便于自动化,而且可以重复使用,另外该技术可与其它方法结合使用达到最佳的分离检测效果。因此介电泳分离技术完全可以用来替代传统的分离技术。本研究研制了介电泳阵列微电极芯片,组装了实验装置,建立介电微观研究的全套体系;并在自行研制的介电泳阵列微电极芯片体系中进行一系列的实验,得出如下结论:1.观察到的实验现象(1)在实验中,研究了酵母细胞及几种动物的血细胞的介电泳现象,包括正介电泳、负介电泳、细胞成链、细胞融合、细胞的单极靠拢、旋转等。(2)实验中通过调节溶液的电导率、电压、频率,观察到了细胞从负介电泳到正介电泳转变的整个过程,确定了交叉频率范围。2.各物理参数对介电响应的影响(1)响应时间:在其它参数不变的情况下,介电响应时间越长,电极对间捕获的细胞越密集。(2)电压:在其他参数不变的条件下,电压越高,吸附细胞的数量越多,迁移速度越快。但电压过高会损害细胞。(3)电场强度:在不损害细胞的前提下,电场强度越大,越利于细胞的收集,但过高的电场强度会损害细胞。(4)介质电导率:固定其它参数,介质电导率影响细胞出现交叉频率范围,电导率越高,交叉频率范围越低;介质电导率也会影响细胞收集数量,在正介电泳情况下,细胞收集数量随电导率的升高而降低。(5)频率:频率影响细胞的介电泳现象和性质,在正介电泳情况下,细胞收集数量随频率的升高而升高。而且,对细胞的极化率也有一定影响。(6)细胞性质:细胞耐受性越强,体积越大,形状越接近圆形,越易于作介电泳研究的材料。(7)电极构型:梯形电极更适宜研究动物血细胞的介电响应规律。3.细胞的介电分离在同一个介电泳芯片上,同一种条件下,实现了鸡血红细胞与酵母细胞的介电分离,正常细胞与变形细胞的介电分离,正常细胞与染毒细胞的介电分离。4.重金属离子对鸡血细胞的毒作用机理研究(1)铅离子、铜离子对细胞都有一定的损伤,表现为细胞介电性质的变化,近而导致交叉频率范围的变化。(2)铅离子、铜离子对细胞的损伤随时间的延长而增强,随浓度的升高而增强。鸡血细胞具有一定的耐受性和自身调控的能力,能在一定范围内调节重金属离子对它的侵害。(3)由实验结果可知,鸡血红细胞对于铅离子的耐受性要高于对铜离子的耐受性。

全文目录

摘要  2-5
ABSTRACT  5-13
第一章绪论  13-17
  1.1 引言  13-14
  1.2 介电泳原理  14-15
    1.2.1 电泳与介电泳  14
    1.2.2 介电泳原理  14-15
  1.3 介电泳研究的发展历程  15-17
第二章介电泳技术的应用  17-24
  2.1 介电泳技术在无机粒子分离研究中的应用  17
  2.2 介电泳技术在细胞研究中的应用  17-22
    2.2.1 介电泳分离技术  18-19
    2.2.2 利用介电泳技术进行细胞检测与诊断  19-21
    2.2.3 介电泳技术在细胞培养方面的应用  21
    2.2.4 细胞融合与介电泳  21-22
  2.3 本研究的目标、内容和创新之处  22-24
    2.3.1 研究目标  22
    2.3.2 研究内容  22-23
    2.3.3 特色与创新之处  23-24
第三章介电泳芯片的研制及实验装置的组装  24-29
  3.1 介电泳芯片的研制  24-26
    3.1.1 介电泳芯片的电极设计  24-25
    3.1.2 介电泳芯片的电极制作  25
    3.1.3 微型介电泳池的组装  25-26
  3.2 实验装置的组装和连接  26-28
    3.2.1 主要实验装置  27
    3.2.2 连接过程  27-28
  3.3 实验过程概述  28-29
第四章细胞的介电响应及其规律  29-58
  4.1 主要试剂和材料、实验计数标准确定  29-30
    4.1.1 主要试剂和材料  29-30
    4.1.2 实验计数标准  30
  4.2 酵母细胞的介电响应及其规律  30-37
    4.2.1 实验过程  30-31
    4.2.2 实验现象  31-33
    4.2.3 实验结果与讨论  33-37
  4.3 鸡血红细胞介电响应及其规律  37-42
    4.3.1 实验过程  37
    4.3.2 实验现象  37-40
    4.3.3 实验结果及讨论  40-42
  4.4 鱼血细胞、小白鼠红血细胞和人红血细胞的介电响应及其规律  42-55
    4.4.1 鱼血细胞的介电响应及规律  43-46
    4.4.2 小白鼠血细胞介电响应及规律  46-50
    4.4.3 人血细胞的介电响应及规律  50-55
  4.5 五种细胞实验结果比较分析  55-56
    4.5.1 细胞形态  55-56
    4.5.2 对细胞融合的影响  56
    4.5.3 电极构型  56
  4.6 结论  56-58
第五章不同种类细胞的介电分离  58-66
  5.1 鸡血红细胞与酵母细胞的介电分离研究  59-61
    5.1.1 实验分析  59
    5.1.2 实验过程  59
    5.1.3 实验讨论  59-61
  5.2 正常细胞与变形细胞的介电分离  61-62
  5.3 正常细胞与染毒细胞的介电分离  62-64
    5.3.1 实验分析  62
    5.3.2 实验讨论  62-64
  5.4 细胞介电分离的特点  64-65
    5.4.1 细胞介电分离过程  64-65
    5.4.2 细胞介电分离技术的优点  65
  5.5 结论  65-66
第六章重金属对细胞毒作用机理研究  66-78
  6.1 细胞毒作用研究的意义  66-67
  6.2 铅、铜的危害  67-68
  6.3 主要试剂和材料  68
  6.4 Pb(Ⅱ)离子对鸡血红细胞的介电性质影响研究  68-73
    6.4.1 实验过程  69
    6.4.2 实验结果及讨论  69-73
  6.5 Cu(Ⅱ)离子对鸡血红细胞的介电性质影响研究  73-76
    6.5.1 实验过程  73
    6.5.2 实验结果及讨论  73-76
  6.6 铅、铜毒作用实验结果比较分析  76-77
    6.6.1 相同点  76-77
    6.6.2 不同点  77
  6.7 结论  77-78
第七章总结与展望  78-81
  7.1 实验总结  78-79
  7.2 研究展望  79-81
参考文献  81-90
攻读学位期间发表的学术论文目录  90-92
致谢  92

介电泳研究细胞介电响应规律、分离及重金属毒作用机理

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