| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第16-32页 |
| 1.1 课题来源 | 第16页 |
| 1.2 课题研究背景和意义 | 第16-20页 |
| 1.2.1 微流控芯片研究背景和意义 | 第16-19页 |
| 1.2.2 单细胞基因表达检测研究背景和意义 | 第19-20页 |
| 1.3 国内外相关技术发展概况 | 第20-31页 |
| 1.3.1 微流控芯片国内外发展概况 | 第20-25页 |
| 1.3.2 单细胞基因表达国内外研究概况 | 第25-28页 |
| 1.3.3 目前研究存在的问题 | 第28-31页 |
| 1.4 本文主要研究内容 | 第31-32页 |
| 第2章 集成微流控芯片研制 | 第32-52页 |
| 2.1 集成微流控芯片设计 | 第32-38页 |
| 2.1.1 两类芯片总体布局 | 第32-34页 |
| 2.1.2 细胞操纵单元设计 | 第34-35页 |
| 2.1.3 芯片微流通道设计 | 第35-36页 |
| 2.1.4 气动液压微阀设计 | 第36-37页 |
| 2.1.5 多路复用微阀网络设计 | 第37页 |
| 2.1.6 生化反应微腔设计 | 第37-38页 |
| 2.2 含加热器的微传感器设计与传热性能评估 | 第38-46页 |
| 2.2.1 含加热器的微传感器设计 | 第38-40页 |
| 2.2.2 单工作单元式芯片传热理论建模 | 第40-42页 |
| 2.2.3 单工作单元式芯片传热数值求解 | 第42页 |
| 2.2.4 单工作单元式芯片温控性能分析 | 第42-45页 |
| 2.2.5 阵列式芯片传热过程仿真分析 | 第45-46页 |
| 2.3 微流控芯片工艺设计与实现 | 第46-51页 |
| 2.3.1 芯片加工环境 | 第46-47页 |
| 2.3.2 总体工艺路线 | 第47-48页 |
| 2.3.3 芯片工艺实现过程 | 第48-51页 |
| 2.4 本章小结 | 第51-52页 |
| 第3章 单细胞基因表达检测系统设计与构建 | 第52-69页 |
| 3.1 单细胞基因表达检测试验系统总体设计 | 第52-53页 |
| 3.2 微流控平台设计与构建 | 第53-57页 |
| 3.2.1 微流动层控制硬件组成 | 第53-54页 |
| 3.2.2 气动层流动控制硬件组成 | 第54-55页 |
| 3.2.3 微流控策略与步骤 | 第55-57页 |
| 3.3 芯片温控平台设计与构建 | 第57-61页 |
| 3.3.1 芯片温控总体方案 | 第57-58页 |
| 3.3.2 硬件设备组成 | 第58页 |
| 3.3.3 温控程序设计 | 第58-61页 |
| 3.4 细胞培养与传代试验平台构建 | 第61-66页 |
| 3.4.1 细胞培养环境构建 | 第62-63页 |
| 3.4.2 生物试验环境构建 | 第63-64页 |
| 3.4.3 细胞传代步骤 | 第64-65页 |
| 3.4.4 细胞悬液密度控制方法 | 第65-66页 |
| 3.5 生物分子荧光信号检测与分析平台设计与构建 | 第66-68页 |
| 3.5.1 荧光显微镜工作参数选择 | 第66-68页 |
| 3.5.2 信号采集与数据分析 | 第68页 |
| 3.6 本章小结 | 第68-69页 |
| 第4章 单细胞操纵流-固耦合动力学仿真分析 | 第69-95页 |
| 4.1 流-固耦合建模基础 | 第69-71页 |
| 4.1.1 无量纲数 | 第69-70页 |
| 4.1.2 仿真模型求解方法 | 第70-71页 |
| 4.2 流-固耦合动力学有限元建模方法 | 第71-77页 |
| 4.2.1 有限元弱形式离散 | 第71-73页 |
| 4.2.2 ALE流固耦合动力学描述 | 第73-75页 |
| 4.2.3 瞬态问题动网格平滑处理 | 第75-76页 |
| 4.2.4 建模关键参数与边初条件 | 第76-77页 |
| 4.3 单工作单元式芯片模型求解与分析 | 第77-90页 |
| 4.3.1 网格独立性分析 | 第77-78页 |
| 4.3.2 瞬态求解器对比分析 | 第78-79页 |
| 4.3.3 流-固两相场耦合分析 | 第79-81页 |
| 4.3.4 载流中细胞力学行为解析 | 第81-87页 |
| 4.3.5 3D模型参数化求解与分析 | 第87-90页 |
| 4.4 微流控阵列式芯片模型求解与分析 | 第90-94页 |
| 4.5 本章小结 | 第94-95页 |
| 第5章 集成微流控单细胞基因表达检测方法与试验 | 第95-115页 |
| 5.1 温度传感器校验与温控性能评估 | 第95-98页 |
| 5.1.1 温度传感器校验准备 | 第95-96页 |
| 5.1.2 校验方法与结果分析 | 第96-97页 |
| 5.1.3 芯片全程温控性能评估 | 第97-98页 |
| 5.2 荧光信号检测系统背景噪声评估 | 第98-99页 |
| 5.2.1 校验方法与步骤 | 第98-99页 |
| 5.2.2 检测系统的荧光噪声分析 | 第99页 |
| 5.3 微磁珠总量优选分析 | 第99-102页 |
| 5.3.1 微磁珠总量优选试验设计与步骤 | 第100页 |
| 5.3.2 Oligo(dT)_(25)微磁珠对PCR终点产量影响分析 | 第100-102页 |
| 5.4 基于XenoRNA样本的微磁珠捕捉容量分析 | 第102-104页 |
| 5.4.1 试验设计思想 | 第102-103页 |
| 5.4.2 XenoRNA样本二次捕捉试验步骤 | 第103页 |
| 5.4.3 Oligo(dT)_(25)微磁珠对XenoRNA的捕捉容量分析 | 第103-104页 |
| 5.5 集成微流控方法评估 | 第104-105页 |
| 5.5.1 PDMS材料表面化学修饰 | 第104-105页 |
| 5.5.2 微流控XenoRNA样本RT-qPCR试验设计 | 第105页 |
| 5.5.3 微流控XenoRNA样本RT-qPCR结果分析 | 第105页 |
| 5.6 微流控qPCR效率及检测灵敏度分析 | 第105-107页 |
| 5.6.1 微流控qPCR效率、灵敏度试验设计与步骤 | 第105-106页 |
| 5.6.2 微流控qPCR与传统方法的对比分析 | 第106-107页 |
| 5.7 水动力单细胞捕捉效率分析 | 第107-109页 |
| 5.7.1 单细胞捕捉试验设计与步骤 | 第107-108页 |
| 5.7.2 水动力单细胞捕捉效率分析 | 第108-109页 |
| 5.8 单细胞化学裂解/混合时间优选分析 | 第109-110页 |
| 5.8.1 试验设计与步骤 | 第109-110页 |
| 5.8.2 单细胞化学裂解/混合时间对PCR终点产量影响分析 | 第110页 |
| 5.9 MCF-7 单细胞CDKN1A基因表达检测与分析 | 第110-114页 |
| 5.9.1 单细胞基因表达检测试验设计与步骤 | 第111页 |
| 5.9.2 MMS诱导单细胞CDKN1A基因表达检测 | 第111-114页 |
| 5.10 本章小结 | 第114-115页 |
| 第6章 平行化微流控单细胞基因表达检测方法与试验 | 第115-132页 |
| 6.1 阵列式芯片温度传感器校验与评估 | 第115-116页 |
| 6.2 微磁珠平行化Xeno RNA样本捕捉容量分析 | 第116-118页 |
| 6.2.1 试验设计与步骤 | 第116-118页 |
| 6.2.2 Oligo(dT)_(25)微磁珠对XenoRNA的平行化捕捉容量分析 | 第118页 |
| 6.3 微流控平行化RT-qPCR可行性分析 | 第118-120页 |
| 6.3.1 XenoRNA与单细胞GAPDH转录水平检测设计与步骤 | 第118-119页 |
| 6.3.2 微流控平行化XenoRNA与GAPDH转录水平检测 | 第119-120页 |
| 6.4 阵列式芯片平行化RT-qPCR可重复性分析 | 第120-121页 |
| 6.4.1 多单元RT-qPCR试验设计与步骤 | 第120页 |
| 6.4.2 阵列式芯片平行化RT-qPCR可重复性分析 | 第120-121页 |
| 6.5 平行化qPCR效率及检测灵敏度分析 | 第121-123页 |
| 6.5.1 效率及灵敏度试验设计与骤 | 第121页 |
| 6.5.2 阵列式芯片平行化qPCR与传统方法的对比研究 | 第121-123页 |
| 6.6 平行化单细胞基因表达检测与分析 | 第123-126页 |
| 6.6.1 单细胞GAPDH与CDKN1A基因表达检测试验设计与步骤 | 第123-124页 |
| 6.6.2 阵列式芯片平行化单细胞两类基因表达检测结果分析 | 第124-126页 |
| 6.7 平行化MMS诱导单细胞基因表达检测与分析 | 第126-128页 |
| 6.7.1 MMS诱导单细胞两类基因表达检测试验设计与步骤 | 第126页 |
| 6.7.2 MMS诱导单细胞两类基因表达检测结果分析 | 第126-128页 |
| 6.8 MMS剂量对CDKN1A表达上调作用分析 | 第128-129页 |
| 6.8.1 CDKN1A表达水平检测试验设计与步骤 | 第128页 |
| 6.8.2 MMS剂量对CDKN1A表达上调作用分析 | 第128-129页 |
| 6.9 MMS处理时间对CDKN1A表达上调作用分析 | 第129-131页 |
| 6.9.1 CDKN1A表达水平检测试验设计与步骤 | 第130页 |
| 6.9.2 MMS处理时间对CDKN1A表达上调作用分析 | 第130-131页 |
| 6.10 本章小结 | 第131-132页 |
| 结论 | 第132-134页 |
| 参考文献 | 第134-143页 |
| 附录1 网格剖分精度分析 | 第143-144页 |
| 附录2 网格独立性分析 | 第144-149页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 | 第149-151页 |
| 致谢 | 第151-152页 |
| 个人简历 | 第152页 |
