微流控芯片制备CdSe量子点编码凝胶微粒的研究

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随着生命科学的高速发展,人们对与生物医学相关的分子关注度越来越高,发展快速简便的方法来同时检测多种生物分子具有重要意义。编码微粒的出现为分析数量众多的生物分子提供了一个重要的载体。常用的光学编码手段,因解码技术的限制,难以消除多种颜色光谱重叠造成的荧光信号干扰,而较难实现将多种颜色和多种强度结合起来编码,所以编码数量也难以大幅增长。微流控合成技术的发展为制备多形貌的编码微粒提供了重要的平台,这种制备方法试剂消耗量少、操作简便。本文利用流动光刻技术制备了CdSe量子点编码微粒,并将光学编码和图形编码结合起来,提出一种新的编码方式。论文第一章中,主要综述了编码技术的研究现状和编码微粒的制备方法,总结了目前编码技术和常规方法制备编码微粒的优势和局限性,以及微流控方法在制备编码微粒方面具有的潜在优势。最后提出了本论文的工作目的和设计思想。论文第二章中,利用多相层流技术和流动光刻技术实现了CdSe量子点编码凝胶微粒的制备。设计了一个简易快门装置,实现了间歇曝光。对该制备系统的性能进行了优化,并考察了流速和曝光时间对微粒尺寸和形貌的影响。使用0.1-0.3μL/min流速和10-75 msS曝光时间时,制备的微粒尺寸较小、形貌均一。流速越小、曝光时间越短,微粒的尺寸越小、形貌越均一。在流速为0.1μL/min和曝光时间为75 ms时,该方法制备的微粒长度(流动方向尺寸)为2251μm,相对标准偏差为3.7%(n=75)。在此基础上,实验还考察了量子点表面修饰基团对编码信号识别的影响。当CdSe量子点表面带有聚乙二醇基团时,编码微粒的荧光信号较为明显。实验制备了多种CdSe量子点编码微粒,并对其编码信号进行了荧光识别。根据制备的CdSe量子点编码微粒,提出了一种新的编码方法,包括颜色、强度和位置三种因素,通过实验验证和理论推断,得出了该方法编码数量的计算公式。论文第三章中,对本文建立的微流控芯片制备CdSe量子点编码凝胶微粒系统和提出的编码方法在生物医学和生物分析上的应用前景进行了总结和展望。
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