微流控单细胞分析芯片对引起阻塞性黄疸血管低反应性的肾上腺素受体的高通量筛选

This projet aims to build a microfluidic device for single- cell array analysis to discover the change of alpha-adrenergic receptor (alpha-AR) in mesenteric artery smooth muscle cell of obstructive jaundice. This device can simultaneously perform tens groups stimulants in alpha-AR in order to screen the relative AR in vascular hyporeactivity, which may help to find new clinical methods or new drugs. New microfluidic single cell array chip will be applied in two aspects. One is to observe the subtype,the number and endocytosis of alpha-AR by quantum dots luminescence and Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy to demonstrate its change in obstructive jaundice. Another is to detect variation of intracellular calcium ion concentration after stimulating by special agonists and antagonists in order to screen the changed adrenoceptor, mainly its subtypes. This will provide some useful basis for clinical target spot of obstructive jaundice.

本项目旨在研制出高通量的微流控单细胞分析芯片，可同时进行数十组对照实验，用于筛选参与阻塞性黄疸血管低反应性的相关受体,从而分析阻塞性黄疸血管低反应性的发生机制，指导临床寻找新的治疗方法及新药。用新型高通量微流控单细胞分析芯片结合量子点（QD）染色全内反射荧光检测法在芯片中对肾上腺素受体各亚型进行同时定位，比较细胞膜上alpha-肾上腺素受体分布和个数的变化。另外还在芯片中对细胞胞浆内钙离子活性进行了动态检测，用特异性的肾上腺素受体激动剂和阻断剂分多组同时作用于受体，从胞浆内钙离子浓度的变化探讨血管内皮细胞中肾上腺素受体亚型对血管低反应性的影响,以期找到病理条件下肾上腺素受体的变化，为临床治疗阻塞性黄疸找到新的靶点提供依据。

本项目旨在开发多种微流控分析芯片，拟获得高通量的微流控芯片，用于环境污染物检测，生物分子和单细胞分析。. 本项目主要研究开发一系列单相流芯片和微液滴芯片，并将其成功地和表面增强拉曼光谱，紫外光谱，荧光显微镜及质谱等方法联用，应用于环境污染物检测，药物缓释，生物分子检测和单细胞分析中。重点研究了在单通道芯片的基础上开发出多通道微液滴芯片进行芯片中的药物筛选，可同时进行多组对照实验。通过合成一系列结构相似药物，用于筛选这些药物对癌症的作用，在多通道芯片中观测药物在癌细胞和正常细胞中的差异表现，实现药物筛选，从而指导临床寻找新的治疗方法及新药。. 截止目前，我们已成功开发了四种类型的微流控芯片，分别为含鱼骨状混合结构的Y型微流控芯片，T型微液滴芯片，Y型微液滴生成芯片和液滴生成-捕获一体式芯片。在研究开发不同表面增强拉曼基底（纳米金，纳米银，固载金的GMA-EDMA材料）及其应用的基础上，利用含鱼骨状混合结构的Y型微流控芯片和T型微液滴芯片，结合表面增强拉曼光谱的方法，成功实现了水中结晶紫的检测，并开发出了多通道的原位基底制备和表面增强拉曼光谱检测的芯片。利用Y型微液滴芯片，制备了粒径均一的水凝胶微液滴微球，并用于阿司匹林药物的缓释研究中。利用Y型微液滴芯片和含鱼骨状混合结构的Y型微流控芯片尝试G四链体传感器对钾离子的传感应用。利用液滴生成-捕获一体式芯片，成功实现了单液滴100%的捕获及液滴中单细胞的包覆，并研究了单细胞在液滴中的实时染色和存活率检测。有了芯片设计和制备研究的基础，我们在生物分析应用方面改进了全氟油相和表面活性剂的合成路线，获得了生物相容性好的全氟油相和表面活性剂；同时我们设计合成了三种多肽药物，用于特异性作用于细胞膜表面受体凝血酶受体PAR4上。在微液滴生成-捕获一体式芯片中，实现了三种药物对人脐静脉血管内皮细胞（正常细胞）和A549(肺癌细胞)的不同作用的检测，并尝试用双通道和多通道的微液滴生成-捕获芯片实现不同药物对正常细胞和癌细胞的平行检测。. 本项目在微流控芯片，特别是微液滴芯片的设计及应用方面做出了诸多尝试，促进了微液滴芯片在环境污染物检测，单细胞分析等方面的发展和应用，有望在环境监测，药物筛选中发挥一定的作用。