一种用于多巴胺实时检测的集成微电极的微流控芯片_刘军山

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    帕金森病是一种常见的神经系统变性疾病,主要是由于多巴胺能神经元缺失所导致的[Dl。神经干
细胞经过诱导可以分化成多巴胺能神经元,因此神经干细胞移植被认为是治疗帕金森病的一种理想方
法[Czl。目前,有关神经干细胞的体外研究主要是基于细胞的二维培养[C3.al。但是,越来越多的研究表
明,在二维培养环境中,细胞无法真正体现其在体内的生物学特性与功能[[5]
    近年来,己有很多利用各种新材料构建三维支架用作细胞三维培养的报道,如超疏水的硅微柱[[6]
三维聚合物微柱阵列[[7]、三维水凝胶网络结构[[A]等。这种三维培养环境,被认为更接近体内的真实状
态,有利于更可靠地开展生物医学研究[[9]。本研究组此前研究了一种利用胶原水凝胶构建神经干细胞
三维微环境的方法,经过42天培养后,仍然有约82%的细胞保持活性[[I0]。微流控芯片具有试剂消耗量
少、集成化程度高、液体流动可精确操控等优点,己被广泛用于各种生化分析[00。最近,又有将微流控
芯片与水凝胶技术相结合,用于构建片上的细胞三维培养微环境的报道[Cs, iz7。
    为了研究神经干细胞向多巴胺能神经元的分化情况,常用的方法是将细胞培养基收集起来,然后利
用高效液相色谱仪对其中的由多巴胺能神经元分泌出的多巴胺进行定量分析[D 37。但是,这种方法无法
实现多巴胺的实时检测。电化学检测具有检测灵敏度高、可微型化和集成化等特点,己被用于多巴胺的
实时检测Ll。
    本实验设计并制作了一种新的集成微电极的聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane } PDMS )/玻璃微
流控芯片,在芯片上集成了用作细胞培养室的主通道、用于培养基输送的两条侧通道和用于多巴胺实时
检测的微电极。通过结合之前提出的胶原水凝胶方法[D of,有望实现片上的神经干细胞三维培养以及分
泌出的多巴胺实时检测。实验以溶解在神经干细胞培养基中的多巴胺为测试样品,对芯片的性能进行
了初步研究。
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