本研究嘗試以具微結構陣列之微流體晶片，利用免疫捕捉的方式，分離血液中微量濃度的循環性腫瘤細胞，藉此達到早期發現癌症的目的，或是即時評估治療的效果。本研究利用黃光微影與模造技術，製作以二甲基矽氧烷(Polydimethylsiloxane, PDMS)為材料的陣列結構微流體晶片，除了建立捕捉專一性仿生粒子的檢測平台以及實驗方法外，還特別針對晶片之微結構陣列幾何參數，探討其對於捕捉效率之影響，歸納出較佳的參數，並且以實驗驗證其效果
由CFD-RC軟體所模擬之流速分佈發現，相對於三角柱與方柱，圓柱陣列結構周圍具有平順、流速慢的特性而且結構不具大角度的轉折，有利於流動的仿生粒子在其表面滾動，對於提升捕捉效率而言為最適當的選擇。
研究結果也發現，當晶片微結構直徑增加則仿生粒子與微柱理論接觸長度也隨之增加，即粒子被捕獲的機率增加，但是增加趨勢會漸漸減緩。以不同結構直徑的晶片實驗結果顯示，增加接觸長度的確可使仿生粒子的捕獲效率增加，但會使壓力隨之上升。使用300μm之微結構，其效率可較100μm提升3倍。以優化幾何參數之微圓柱結構(直徑300μm、間距50μm)參數進行低濃度實驗，在仿生粒子濃度為102~104 / ml時，其捕捉效率值約可達到40%~45%。本研究所歸納出陣列微結構幾何設計之原則，將有助於提高免疫捕捉微流體晶片的專一性細胞分離效率。

中文摘要………………………………………………………………i
英文摘要………………………………………………………………ii
目錄……………………………………………………………………iii
表目錄…………………………………………………………………iv
圖目錄…………………………………………………………………v
第一章 緒論
1.1 前言………………………………………………………1
1.2 背景………………………………………………………1
1.3 研究目的…………………………………………………4
第二章 技術背景與文獻回顧
2.1 免疫系統原理…………………………………………5
2.2 常用的癌症檢驗方法…………………………………6
2.3 螢光影像分析…………………………………………7
2.4 側流分析……………………………………………11
2.5 細胞動態機制………………………………………11
2.6 陣列形態探討………………………………………13
2.7 圓柱陣列型轉移性腫瘤細胞晶片…………………13
2.8 正弦曲線電極計數型晶片…………………………14
第三章 研究方法與實驗規劃
3.1 實驗平台規劃…………………………………16
3.2 晶片結構設計和製程……………………………18
3.3 生物固定化與晶片封裝…………………………19
3.4 仿生樣品製作……………………………………21
3.5 流場模擬………………………………………23
第四章 實驗結果
4.1 生物固定化……………………………………25
4.2 羧基閉鎖(Block)處理………………………26
4.3 微流體晶片實驗………………………………29
4.4 混合物樣品測試………………………………30
4.5 流速對捕捉效率之影響………………………32
4.6 晶片結構設計…………………………………34
4.7 陣列距離………………………………………37
4.8 微結構尺寸……………………………………38
4.9 微結構直徑對效率之影響……………………43
4.10 低濃度實驗…………………………………46


第五章 結論及未來展望
5.1 結論………………………………………48
5.2 未來展望…………………………………49
附錄……………………………………………51
參考文獻…………………………………………53
個人自述…………………………………………57

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