【摘要】：众所周知，癌细胞的扩散和迁移是导致目前癌症患者死亡率居高不下的主要原因，目前用于癌症治疗的主要手段还是以化疗为主。随着临床医学的发展，抗癌药物的种类也越来越多，但由于通过生物手段进行致癌因子甄别、药物筛选、药效评估的周期都较长，且昂贵。


因此，如何快速、有效的进行致癌因子甄别及抗癌药物的筛选及药效评估是癌症研究的一个重要环节。随着电子技术的快速发展，人们逐渐意识到电子技术在监测、分析细胞生理特性方面的优势，并逐渐兴起了采用生物感测芯片对细胞或组织进行直接量测的研究。基于微流控技术及细胞电阻抗检测技术而兴起的细胞感测技术，是一种能够同时测量多组不同细胞的电阻变化、膜电容变化、以及细胞层-基底膜空间变化的细胞生理与病理研究的细胞传感技术，它可应用于定量监测细胞的运动、延展、凋亡等变化的量化信息，更重要的是它可以检测细胞对各种药物的响应及衰亡过程。


理论分析部分，本文通过细胞贴附电极后的等效电路模型讨论细胞在交流电压作用下的电生理特性。并通过COMSOL有限元软件建模，进行详细的细胞频率特性分析讨论，为实际实验提供了理论支撑。实验部分，本文基于理论分析结果，制作了用于检测细胞迁移的感测芯片，通过微电子工艺技术在几平方厘米的芯片上构建微反应室、微管道、微电极阵列等微功能元件构成具有微流路控制、细胞阻抗检测分析等功能的系统。成功的通过该系统检测出了癌细胞的迁移速度。


应用方面，通过该系统进行了致癌因子甄别及抗癌药物药敏实验测试等实验，本课题所制作的生医芯片均能快速、准确的对药物进行反应。本文所研究的这项分析技术在癌症研究中具有很大的发展潜力。