微流控细胞分析（林金明）

图书标准信息

• 作者 林玲 编著；林金明；李楠
• 出版社 化学工业出版社
• 出版时间 2021-08
• 版次 1
• ISBN 9787122393005
• 定价 78.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 244页
• 字数 361千字

【内容简介】

本书从微流控芯片的结构出发，针对细胞分析的实际应用，系统地总结了微流控芯片细胞分析中所涉及的芯片设计与制作、细胞分选与识别、细胞培养与观察、细胞迁移、细胞分析与单细胞分析、微流控芯片与质谱的联用技术等基础与前沿知识。内容涵盖了：微流控的发展历史，微流控芯片的设计与制作，微流控细胞培养与微环境构建，微流控细胞操控技术，微流控单细胞分析，开放式微流体细胞分析，微流控细胞迁移研究，微流控液滴制备方法与应用，单液滴单细胞分析，微流控芯片质谱联用细胞分析，研究进展等等内容，适合化学、生物、材料、仪器仪表、医药等专业的高年级本科生和研究生阅读，也适合于从事微流控细胞分析研究的科研工作人员参考使用。

【作者简介】

林金明，清华大学化学系，教授，博导，清华大学化学系教授，博士生导师， 1992-2002年在日本留学和工作，1997年3月获得日本东京都立大学工学博士学位，同年留校任教。2000年入选中国科学院“百人计划”，受聘中国科学院生态环境研究中心研究员，博士生导师，环境化学与生态毒理学国家重点实验室副主任。2001年获得国家杰出青年科学基金，2004年入选清华大学“百人引进”，2008年受聘教育部长江学者特聘教授，2008-2014年担任清华大学分析中心主任、化学系副系主任，目前担任微量分析测试与仪器研制北京市重点实验室主任。2014年入选英国皇家化学会会士。目前主要从事微流控芯片质谱联用细胞分析、空气负离子制备与应用、化学发光免疫分析的研究。在Angew. Chem.、Adv. Sci.、Chem. Sci.、Anal. Chem.、J. Chromatogr. A等期刊发表研究论文400余篇，授权专利30项，并在专利基础上研制成功多款仪器设备，得到普及推广。目前兼任中国化学会监事会监事、分析化学专业委员会副主任、质谱分析专业委员会副主任，中国药学会药物分析专业委员会副主任委员，中国分析测试协会常务理事等多种学术委员会委员。Trends in Analytical Chemistry责任编辑，Journal of Advanced Research、Luminescence、J. Pharm. Anal.、Chinese Chemical Letters、《质谱学报》和《分析试验室》等期刊副主编。《药物分析杂志》、《分析化学》、Sci. Rep.、Talanta、Anal. Chim. Acta、Science China Chemistry等多种国内外期刊编委。

【目录】

第1章  绪论 001

1.1　细胞分析 001

1.1.1　细胞的发现 001

1.1.2　细胞培养与观察 003

1.1.3　细胞组分分析 005

1.1.4　细胞研究的挑战与机遇 007

1.2　微流控芯片 007

1.2.1　基本概念 007

1.2.2　发展历史 008

1.2.3　微尺度下流体的基本特征 010

1.2.4　微流控芯片应用领域 011

1.3　微流控细胞分析 012

1.3.1　发展过程 012

1.3.2　微流控芯片的细胞培养 015

1.3.3　单细胞分析 017

1.4　微流控细胞分析发展趋势 018

参考文献 019

思考题 021

第2章  微流控芯片的设计与制作 022

2.1　概述 022

2.2　芯片材料 023

2.2.1　无机材料 023

2.2.2　硅弹性体材料 024

2.2.3　热固性与热塑性材料 026

2.2.4　凝胶材料 027

2.2.5　纸基材料 028

2.2.6　杂化材料 029

2.3　芯片制作方法 030

2.3.1　标准光刻法 030

2.3.2　软光刻法 034

2.3.3　聚焦离子束加工法 035

2.3.4　电子束光刻法 036

2.3.5　三维打印技术 037

2.3.6　芯片制作环境要求 039

2.4　功能单元的集成 039

2.4.1　微泵和微阀 039

2.4.2　细胞培养单元 040

2.4.3　芯片离心装置 040

参考文献 042

思考题 043

第3章  微流控细胞培养与微环境构建 045

3.1　概述 045

3.2　细胞培养 046

3.2.1　二维培养 046

3.2.2　三维培养 048

3.2.3　静态培养 049

3.2.4　动态培养 053

3.2.5　细胞共培养 057

3.3　微环境构建 058

3.3.1　物理因素作用 058

3.3.2　化学因素作用 058

3.3.3　细胞与细胞间相互作用 059

3.3.4　细胞与细胞外基质间相互作用 061

3.4　总结与展望 062

参考文献 063

思考题 068

第4章  微流控细胞操控技术 069

4.1　概述 069

4.2　细胞分选 070

4.2.1　磁方法 070

4.2.2　电方法 071

4.2.3　光方法 074

4.2.4　声方法 075

4.2.5　流体动力学方法 077

4.2.6　大小和可变形性 079

4.3　细胞捕获 080

4.3.1　抗体亲和识别 080

4.3.2　核酸适配体识别 081

4.3.3　微结构捕获 081

4.4　细胞处理 082

4.4.1　细胞裂解 082

4.4.2　细胞配对和融合 085

4.4.3　细胞膜穿孔 086

4.5　总结与展望 088

参考文献 088

思考题 090

第5章  微流控单细胞分析 091

5.1　概述 091

5.1.1　单细胞分析与微流控 091

5.1.2　单细胞分析技术发展历程 093

5.2　单细胞分离 096

5.2.1　微阀门技术 096

5.2.2　微孔和微坝 096

5.2.3　流体动力分离 097

5.2.4　介电泳 098

5.2.5　液滴法 098

5.3　单细胞裂解 099

5.3.1　化学法 099

5.3.2　机械法 100

5.3.3　电裂解法 100

5.3.4　激光法 101

5.3.5　热裂解法 102

5.4　单细胞检测分析 102

5.4.1　光学分析 102

5.4.2　电化学分析 104

5.4.3　质谱分析 105

5.5　总结与展望 107

参考文献 107

思考题 114

第6章  开放式微流控细胞分析 116

6.1　概述 116

6.2　开放式微流控的基本概念 116

6.3　活体单细胞提取器 117

6.3.1　基本原理 117

6.3.2　计算流体力学模拟 118

6.3.3　单细胞提取异质性分析 118

6.3.4　单细胞水平上细胞黏附强度与细胞活性关联性分析 120

6.4　单个循环肿瘤细胞在内皮细胞层上的黏附分析 121

6.4.1　细胞-细胞黏附分析测量原理 121

6.4.2　计算流体力学模拟 122

6.4.3　循环肿瘤细胞在内皮细胞层上的黏附分析 123

6.4.4　药物对细胞-细胞黏附的影响 124

6.5　微流体细胞切割刀技术 126

6.5.1　基本原理 126

6.5.2　计算流体力学模拟 127

6.5.3　细胞切割与损伤修复 128

6.5.4　细胞器传输速度测定 128

6.6　总结与展望 130

参考文献 130

思考题 130

第7章  微流控细胞迁移研究 132

7.1　概述 132

7.2　细胞迁移研究的传统方法 133

7.2.1　细胞划痕法 133

7.2.2　培养插入法 134

7.2.3　电阻抗传感法 135

7.2.4　Boyden小室法/Transwell法 136

7.3　微流控芯片在细胞迁移中的应用 137

7.3.1　趋化性 137

7.3.2　趋电性 140

7.3.3　趋触性 142

7.4　总结与展望 143

参考文献 143

思考题 145

第8章  微流控液滴制备方法与应用 146

8.1　概述 146

8.1.1　液滴的基本概念 147

8.1.2　液滴的功能与主要特征 147

8.1.3　液滴生成原理 148

8.2　微流控液滴制备方法 149

8.2.1　T形交叉结构法 149

8.2.2　聚焦流结构法 149

8.2.3　同流结构法 150

8.2.4　其他方法 150

8.3　液滴微流体的生物医学应用 154

8.3.1　细胞载体 154

8.3.2　细胞包封 154

8.3.3　细胞培养 156

8.3.4　细胞冷冻、复苏、释放 157

8.4　单细胞研究 158

8.4.1　单细胞包封与培养 159

8.4.2　单细胞分选 159

8.4.3　单细胞分析检测 160

8.5　组织工程 161

8.5.1　类器官 161

8.5.2　可注射疗法 162

8.5.3　干细胞治疗 163

8.6　总结与展望 164

参考文献 165

思考题 167

第9章  液滴单细胞分析 169

9.1　概述 169

9.1.1　单细胞基因组和转录组分析 170

9.1.2　单细胞蛋白质分析 170

9.1.3　单细胞代谢分析 170

9.2　液滴的形成 171

9.2.1　喷墨打印技术 171

9.2.2　芯片上的液滴制备技术 174

9.3　单细胞封装 176

9.3.1　被动封装法 177

9.3.2　主动封装法 178

9.4　液滴单细胞质谱分析 178

9.4.1　单细胞脂质分析 179

9.4.2　单细胞代谢物分析 180

9.4.3　单细胞蛋白质分析 181

9.5　总结与展望 181

参考文献 182

思考题 183

第10章  微流控芯片-质谱联用细胞分析 184

10.1　概述 184

10.2　质谱仪 ESI 接口 185

10.2.1　芯片直接喷口 186

10.2.2　芯片外接接口 187

10.2.3　一体化接口 187

10.3　质谱仪 MALDI 接口 188

10.4　芯片中细胞样品的预处理 189

10.4.1　微萃取芯片的制作 190

10.4.2　MEC芯片的萃取效果 192

10.5　微流控芯片-质谱联用技术的应用 193

10.6　总结与展望 194

参考文献 195

思考题 197

第11章  微流控芯片上微生物的研究技术 199

11.1　概述 199

11.2　微生物的培养方式 200

11.2.1　微生物的特点 200

11.2.2　微生物培养基的选择 200

11.2.3　微生物接种方式 201

11.2.4　微生物生长的影响因素 201

11.3　基于微流控技术研究细菌的基本方法 202

11.3.1　通道内培养 202

11.3.2　微室内培养 203

11.3.3　凝胶液滴包裹 204

11.3.4　微流控培养的优势 204

11.4　微生物与微流控技术联用的应用 205

11.4.1　微生物培养与鉴定 205

11.4.2　抗药性检测 206

11.4.3　毒性检测 206

11.4.4　癌症检测与治疗 207

11.4.5　微生物燃料电池 207

11.4.6　食品安全 208

11.5　总结与展望 208

参考文献 209

思考题 210

第12章  微流控芯片上组织/器官模拟 212

12.1　概述 212

12.2　器官芯片的特点 213

12.3　器官芯片的构建方法 214

12.4　器官芯片的类型 215

12.4.1　肝 215

12.4.2　肠 217

12.4.3　肺 218

12.4.4　血管 218

12.4.5　肾 219

12.4.6　脑 220

12.4.7　多器官芯片 221

12.4.8　全组织芯片 222

12.5　器官芯片在药代动力学研究中的应用 223

12.6　总结与展望 224

参考文献 225

思考题 226

第13章  微流控芯片-质谱联用细胞分析仪的应用 227

13.1　概述 227

13.2　仪器性能与特点 228

13.2.1　微流控通道细胞培养芯片 228

13.2.2　微注射装置 229

13.2.3　细胞培养单元与显微观察 230

13.2.4　细胞进样与代谢物提取 230

13.2.5　色谱预处理与分离单元 230

13.2.6　质谱检测单元 233

13.2.7　软件控制单元 233

13.3　仪器操作步骤 235

13.3.1　芯片制作 235

13.3.2　细胞培养 235

13.3.3　培养基注入 235

13.3.4　色谱分离 236

13.3.5　质谱检测 236

13.4　仪器应用 236

13.4.1　细胞缺氧分析 236

13.4.2　25-羟基维生素D3的生物转化 237

13.4.3　酸性微环境中7-羟基香豆素代谢 239

13.5　仪器的应用前景 241

参考文献 242

思考题 244