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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:謝佳玲
論文名稱:單一細胞自動追蹤定位與裂解操控整合型晶片研究
指導教授:艾群
學位類別:碩士
校院名稱:國立嘉義大學
系所名稱:生物機電工程學系研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
中文關鍵詞:電滲流細胞裂解鈀電極定位
外文關鍵詞:electroosmotic flowcell lysispalladium electrodepositioning
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本研究利用電滲透流驅動人類淋巴球白血病活體癌細胞(U937)可準確且快速的將細胞移動至目的裂解電極,再利用使U937細胞在指定電極前裂解。
本研究利用鈀金屬製作驅動電滲流之微電極,改善先前鋁電極驅動電滲流過程,因工作溶液解離,在接地端產生大量氫氣影響之缺點。操控電滲流的工作溶液,除了考慮解離程度因素還加入細胞存活條件為考量,本實驗調配多種濃度工作溶液進行細胞存活測驗,找出2%濃度葡萄糖工作溶液適用本實驗架構,可以確保順利驅動電滲流且細胞在操作過程中不會因滲透壓造成漲破。
將細胞驅動至指定尖端裂解電極處,本實驗使用15V搭配多種不同頻率的交流電來裂解細胞,發現於15V、1MHz交流電,在實驗操作過程細胞百分之百成功被裂解在指定電極前。
本研究的晶片成功解決氣泡產生問題,且操控細胞至指定裂解區的定位成功率達80% ,平均速度為17.74 m/sec,此晶片可重覆使用且備製時間短,能節省相當多的資源及時間。
The human lymphocytic leukemia cells (U937) in vivo can be accurately and quickly driven to the appointed area for the cells lysis around the electrodes by electroosmotic flow.
In this study, the micro-electrodes is made from palladium material and developed to drive electroosmotic flow which improve the hydrogen produced in the ground side effects disadvantages when the electroosmotic flow is driven by aluminum electrodes previously. The concentration of working solution during electroosmotic flow will affect the survival of living cell. So a variety of difference concentration of working solution is designed to do cell survival experiment. Finally, the 2% glucose solution is suitable applied on this experiment. It can ensure a smooth flow and the cells in osmotic pressure during the operation will not cause break up.
The cells were driven to the designated electrode tip before cracking, then the experiment with a variety of different frequencies using the 15V AC to lysis cells. Finally, 1MHz of 15V AC used to lysis cells in the experimental can be arrived 100 % successful lysis cell completely.
An integrated chip which includes cell of manipulation and lysis is developed in this study. It can drive cell to the appointed area to lysis accurately which result has 80% successful rate and 17.74 m/sec average speed. This chip can be reused and the system prepared for a short time which can save considerable resources and time.
目 錄
誌謝 I
摘要 II
Abstract III
目 錄 IV
圖表目錄 VII
符號說明 XII
第一章 前言 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機 2
1.3 研究目的 3
第二章 文獻探討 5
2.1 微粒子操控 5
2.2 滲透壓對細胞的影響 7
2.3 細胞裂解 7
第三章 理論基礎 11
3.1 細胞 11
3.2 細胞膜(Plasma membrane ; cell membrane) 12
3.3 細胞核(Nucleus)與DNA 13
3.4 電極材料-鈀金屬 15
3.5 鈀膜氣體滲透 15
3.6 電滲流 16
3.7 細胞膜電穿孔理論 21
3.8 微電極製作(Microelectrode) 25
第四章 實驗方法與材料製備 27
4.1 系統擷取影像與影像處理 27
4.2 細胞追蹤及電壓大小與方向控制 28
4.3 控制訊號產生器裂解細胞 37
4.4 系統設備 38
4.5 程式控制面板 42
4.6 實驗晶片備製 43
4.7 鋁電極製作 47
4.8 鈀電極製作 50
4.9 SU8-25負光阻製程 55
4.10 U937細胞培養與前處理 57
4.11 工作溶液 58
4.12 實驗流程 60
第五章 結果與討論 64
5.1 驅動電極的設計與製作 64
5.2 工作溶液的選定 65
5.3 金屬電極的選定 72
5.4 鈀電極製作 73
5.5 鈀膜與鉻膜蝕刻 75
5.6 緩衝溶液的解離 76
5.7 方形與十字形緩衝溶液驅動區域之比較 80
5.8 細胞裂解 80
第六章 結論與建議 90
6.1 結論 90
6.2 建議 91
參考文獻 92
附錄一 玻璃基板製備 95
附錄二 培養基的調製 97
附錄三 U937細胞繼代培養 98



1. 王錫崗 總校閱,人體生理學,新文京開發出版股份有限公司 四版。2006。
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