用光刻、软刻和氧化硅球晶体模板制备表面微结构

表面微结构的制备对获得超疏水性表面和改善生物医学材料性能具有重要意义.为了制备微米、亚微米和纳米级表面微结构,本文采用光刻(photo-lithography)和软刻技术(softlithography)制备了微米尺寸长方体或圆柱体的阵列,压印出变形长方体(塔状)或圆柱体(圆盘状)阵列的微结构表面;采用单分散氧化硅球自集聚紧密堆积而成的胶体晶体为模板,制备了亚微米／纳米尺寸网状微结构的表面.用光学和扫描电子显微镜表征了所获得的表面微结构.

以软刻技术微图案化培养纹状体神经元的形态学研究

探讨以软刻技术微加工带正电荷的聚乙烯亚胺(polyethyleneimine,PEI)图案,对培养纹状体神经元黏附存活及突起生长的影响.以软刻技术(微接触印刷方法)微加工三种不同的黏附底物:层粘连蛋白(laminin,LN)、带正电荷的多聚赖氨酸(poly-L-lysine,PLL)和PEI.新生乳鼠纹状体神经元体外分离培养,观察不同黏附底物对纹状体神经元黏附、存活和突起生长状态的影响,观察神经元在不同黏附底物上形成网络图案的差异.结果表明,在PEI和PLL表面生长的神经元数量明显大于LN组,PEI与PLL、LN相比能形成更为完整的神经元图案.带强正电荷的PEI有助于神经元在其表面形成相对完整的图案,是构建体外神经网络的一种良好界面材料.

人脐静脉内皮细胞体外流动培养系统的制作研究

目的构建一个能用于体外研究细胞力学行为的流动腔系统,它能在体外模拟动脉粥样硬化好发部位复杂的血液流动状态。方法采用软刻法制作聚二甲基硅氧烷(PDMS)流动腔,对PDMS流动腔的加工工艺、封装方法和腔内细胞生长进行了探讨。结果获得了光学性能良好并能模拟体内特殊流型的流动腔,可承受较大范围的剪切力,细胞能在腔底正常生长。结论该加工方法快速、简便,制作的PDMS流动腔可进一步用于体外细胞力学行为的实时研究。

压印溶胶-凝胶材料制备阵列微结构

表面微结构的制备是微光子器件制备过程中一个十分重要的步骤。为了降低工艺复杂性和成本，把软刻技术与溶胶一凝胶材料相结合应用于微光子器件中光路微结构图案的制备。采用软刻工艺，即通过表面带微结构图案的弹性模板压印在玻璃或硅片上溶胶-凝胶来实现微结构图形的转移，研究重复使用PDMS模板来压印出微结构图案。用高倍光学显微镜和扫描电子显微镜（SEM）观察所制备的溶胶-凝胶材料的表面微结构，分析影响压印结果的因素，获得了畸变小的表面微结构，如线阵结构（1维光栅）和点阵结构（2维光栅结构）图案。

一种简易的用于检测细胞凋亡的微流控芯片分析技术

目的针对微流控芯片的加工、细胞培养及细胞响应分析发展一套易于被普通生物学实验室实施的微流控芯片细胞分析技术,以天然抗癌药物重楼皂苷Ⅰ促人肺癌细胞A549凋亡作用分析对该技术进行验证。方法微流控芯片加工采用了基于感光干膜的软光刻工艺;微流控芯片结构设计为储液池加直微通道,通过ANSYS软件对芯片的流体动力学行为进行分析;细胞培养采用间歇式细胞动态培养技术;重楼皂苷Ⅰ对A549细胞的促凋亡作用通过细胞形态学改变、活/死细胞荧光染色及乳酸脱氢酶(LDH)释放进行定性和定量分析。结果感光干膜软刻工艺加工微流控芯片简单易行;储液池加微通道结构的微流控芯片适合各类贴壁细胞培养;形态学和荧光染色实验提示重楼皂苷Ⅰ具有促A549细胞凋亡作用,且促凋亡效率与浓度呈正比关系;微流控芯片上LDH释放定量分析结果与传统96孔板实验结果吻合。结论该文展示的技术操作简单、低试剂消耗,能实现定性和定量分析相结合,可在无相关微流控技术经验的生物医学实验室中推广使用。

基于微丝的PDMS微流动通道制作技术

微流动通道是微流控芯片的重要组成部分,其加工技术的每一步进化或简化一直为国际学术界与工业界所重视.提出了一种基于微丝的PDMS微流动通道制作技术.该技术利用一些简单的模具辅助固定和布置微丝,然后将PDMS预聚物浇注于模具中浸没微丝并固化,固化后抽出微丝形成PDMS微通道或通道阵列,在与通道垂直的方向上打孔并封装,形成与通道外部物质交换的接口.实际制作通道时可采用商用化的金属微丝(如不锈钢微丝),直径从100～20μm不等.较为详细地介绍了利用这种技术来构建多种拓扑结构的二维或三维通道或通道阵列,例如直通道、交叉通道、弯曲通道等的能力.进一步,基于金属微丝的电磁特性,这样的微通道制作工艺还被应用来构建出适于电磁控制和温度控制的微流动通道装置.最后,通过圆截面微通道的光路分析、微通道内粒子流动的图像测速(Micro-PIV)与微液滴形成实验及分析进一步印证了这种微流动通道制作技术的可行性和适用性。