脉冲式神经元单细胞给药芯片的微纳流动与扩散传质特性

项目名称： 脉冲式神经元单细胞给药芯片的微纳流动与扩散传质特性

项目编号： No.51376039

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 能源与动力工程

项目作者： 刘坤

作者单位： 东北大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 新一代的面向单细胞的脉冲式神经给药技术，对给药流量、时间精度、给药频率和细胞膜离子通道冲击等要求极其苛刻。本课题基于微纳流体力学和微纳传输理论，以建立输入参数（芯片结构参数、流场控制参数、细胞拓扑结构、材料物性参数等）与输出参数（给药量、最小持续时间、脉冲间隔和冲击压力等）之间的精确模型为目标，以微纳流动与传质现象为研究对象，建立液-液微两相柱塞流、纳米微孔扩散、微阱阵列流场捕获和基于细胞拓扑结构的对流-扩散模型，完成从液滴产生、输送、微孔扩散、单细胞捕获到神经元表面药物分子的扩散等全过程的多尺度模拟，制备的微流控集成芯片通过μ-PIV（微粒子图像测速仪）进行流场测试研究，并采用PC-12嗜铬神经瘤细胞进行生物荧光显微实验，验证和完善模型。本课题的开展，将对单细胞级神经给药芯片的设计、优化和操作具有重要的现实指导意义，同时对微纳流动与微纳传质等基础理论研究具有借鉴意义。

中文关键词： 微流控；细胞给药；微液滴；单细胞捕获；

英文摘要： The newly updated technology of pulsatile neural drug delivery oriented to single cells, requests extremely high resolutions of drug dosage, stimuli time, pulse frequency control and mechanical effect on ion channel of cell membrane. This topic is based o

英文关键词： microfluidic；Drug delivery；Micro droplets；single cell trapping；