导　　师： 孙洪波

学科专业： H0903

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 吉林大学

摘　　要： 微加工技术作为微电子半导体行业的强大后盾，为人们现代化生活的改变做出了重大的贡献，并不断的自我发展创新。然而，微型化的革命并不到此为止，近年来，微加工技术被广泛的应用在微机电系统、微光电系统以及生物芯片等多个领域。生物芯片虽然发展时间短，但是凭借其体积小、效率高等独特优势引起人们的高度重视，有望解决食品安全、基因工程等难题。从一定程度上讲，生物芯片的发展依赖于其制备技术的发展，所以如何将微加工技术成功的应用在生物芯片中，是推动生物芯片蓬勃发展的重要动力之一。博士期间我始终将这一宗旨作为本论文中心思想，通过对微加工技术，尤其是新型微加工技术的理论学习和亲身实践，循序渐进的将其深入到生物芯片的应用中去，制备出不同功能的新型生物芯片。主要的研究内容如下：1.通过结合多种不同的微加工技术，首次制备出真正具有三维微结构的微流控芯片。在此，我们将传统的光刻、湿法腐蚀等技术与新兴的双光子三维微加工相结合，制备出能够进行粒子筛选或者单向导通的微流控芯片。此方法不仅为三维微流控芯片的快速制备提供了解决方案，更提供了制备微流控芯片的新思路：巧妙结合多种微加工技术，实现新的功能集成。2.制备带有微电极阵列的生物芯片，用于动态控制细胞的粘附和脱吸附。粘附和脱吸附是细胞重要且常见的行为，在很多生理过程中扮演着重要角色，比如肿瘤转移，机体发育等。在这里，我们利用微加工制备微电极阵列并结合表面修饰等方法，制备出功能化细胞芯片：可以将细胞以需要的形状图形化在电极表面，并可以通过电压使一部分细胞选择性地脱落，达到动态控制其粘附状态的目的。此方法为未来在体外定量研究肿瘤转移等相关科学问题提供了潜在平台。3.开发了用于肝癌早期检测的生物芯片系统，此系统正在推向临床应用的过程中。我国是肝癌的高发国，全球一半的患者在国内。不仅如此，肝癌的初期没症状，传统方法难以发现，晚期恶化快，基本到了不能治愈的程度。在博士期间，我们初步开发了用于肝癌早期检测的生物芯片平台，具体来说：首先制备功能化的微流控芯片，并将管道内部分修饰上抗体，将外周血（鉴于初步实验，并未使用真正的血液样本）通入修饰了抗原的微流管道，利用循环肿瘤细胞表面抗原与微管道内的抗体结合，捕获外周血中的循环肿瘤细胞，达到快速检测的目的。目前，已经成功捕获表达抗原数目非常少的肿瘤细胞，初步证明了实验的灵敏性和高选择性。另外，与医院合作的人血检测也正在进行中，我们相信在不久的将来，此系统一定能够应用于临床，实现肝癌的早期检测。综上所述，在博士期间的主要工作就是：通过研究微加工技术，从结构进而功能上发展生物芯片技术，制备出具有不同种功能的新型生物芯片，并努力将生物芯片技术推向基础研究和临床医学应用。我们坚信，生物芯片技术目前已经得到基本的应用，而其高通量、低成本、样品消耗少、反应速度快、易于观察等诸多优点，会使其未来具有更加广泛的应用前景。在这里，我希望尽自己的微薄之力，从微加工制备入手，从一定程度上拓展生物芯片的应用领域。

关 键 词： 微加工 生物芯片 微流控 表面修饰

分 类 号： [TN405]

领　　域： [电子电信]