导语：造血干细胞自动磁分选仪采用微型计算机和现代控制技术，通过磁性纳米粒子与CD34单克隆抗体结合，构建磁性纳米粒子生物分子复合物，制成细胞磁分选溶液，进行造血干细胞分离。由本站硕士论文中心整理。
第一章文献综述
研究意义
自20世纪80年代起，造血干细胞移植成为恶性肿瘤(如一些恶性血液病和实体瘤等)大剂量放疗、化疗后造血支持治疗的主要措施。有了造血干细胞移植的支持，临床医生就可以使用超大剂量的放射线摧毁患者体内造血和免疫系统，然后植入造血干细胞，重建造血和免疫系统，提高了恶性肿瘤的治疗效果和病人的生存期。
由于成人体内造血干细胞主要存在于骨髓中，因此最初最多是对骨髓来源的造血干细胞进行移植。后来动员的外周血成为造血干细胞移植的另一来源。与骨髓移植相比，外周血干细胞移植具有几个显著的优点，如采集方便、造血功能重建快、免疫功能恢复早、并发症轻等。1988年，第一例应用人类脐带血移植治疗凡科尼贫血症的成功开创了人类脐带血移植的先河。脐带血含有丰富的造血干细胞/祖细胞，并且其免疫细胞的抗原性较弱，移植相关的移植物抗宿主病(GvHD)相对骨髓和外周血发生较低、严重程度较弱，因此被认为是极具潜力的继骨髓和外周血后的第三种造血干细胞的来源。
随着同胞间脐带血移植的发展，人们又把目光转移到非血缘脐带血移植上来，其前提是建立脐带血库。2005年6月4日青年报报导了上海市脐带血采集重新启动。脐带血造血干细胞是用来根治白血病的有效手段，据统计，我国白血病患者以每年十万分之四的速度增长，每年新发病的患者就达4万一5万人，其中少年儿童占50%。虽然造血干细胞捐献者资料库的入库人数已经达到了26万人，但还是远远满足不了白血病患者移植的需求〔，一:l]。进行造血干细胞移植前首先必须对干细胞进行分离纯化，其目的在于:在异体外周血干细胞移植(PBSCT)中它可去除T细胞、减少和减轻GVHD发生、尤其是提高了供受者2一3个人类白细胞抗原(HLA)相合配型位点;在自体PBSCT中它可净化残留肿瘤细胞而减少移植后的复发;对难治性自身免疫性疾病可经干细胞纯化除去异常免疫细胞;同时经纯化后可以提高干细胞体外扩增及基因转导的效率等。
最初分离富集造血干细胞的方法是依据造血干细胞具有细胞体积小，浮力密度低等物理学特性。采用包括速度离心沉淀，密度梯度离心以及后来的逆流离心淘洗等技术进行分离。七十年代中后期流式细胞分析及分选技术和单克隆抗体的出现和发展，使细胞分离技术出现了质的飞跃。应用单克隆抗体荧光染色与流式细胞分选相结合的荧光激活细胞分选技术极大地提高了细胞分离纯化的效率，使得高效快速分离纯化一些含量极少的细胞群成为可能。但由于流式分选不能保证分离过程完全无菌，因此分离得到的造血干细胞很难应用于体外培养等后续的实验。近年出现的免疫磁珠细胞分离技术，进一步简化了分离的程序并提高了分离效率，目前正在逐步替代离心分选、流式分选等传统的细胞分离技术。
本项目将磁珠的粒径由微米级缩小至纳米级，制备出磁性纳米粒子用于细胞分离。其分离原理是在磁性纳米粒子表面修饰着能识别、结合细胞的生物分子。构成磁性纳米粒子一生物分子复合物。用该复合物去捕获目标细胞，再在外磁场作用下将目标细胞阻留实现分离(见图1一1)。该技术将免疫磁珠技术中磁珠的粒径缩小到SOnm左右，使其具有超顺磁性和巨大的表面积，可以大大提高分离效率和分离速度，而且确保分离细胞的生物活性，分离效率达90%以上，纯度达95%以上，分离出的造血干细胞经体外培养，证明有很强的扩增能力。该免疫磁性纳米粒子细胞分离技术己进入世界先进水平行列〔6一9〕。
国外Miltenyi公司根据免疫磁珠分离原理开发了细胞分选仪CliniMACS能够在密闭系统内无菌地分选大量细胞(分选细胞个数可达10’‘个)。CliniMACS经欧洲的临床实践证实，可以提供高纯度和回收率的CD34+细胞，是目前临床应用较理想和广泛的细胞分选系统之一，也是目前在中国唯一获准临床应用的分选系统。其主要特性是自动、省时、安全、有效。整个过程在完全密闭系统中进行，采用无菌、无致热原的液体通道，避免污染，易于操作，所用结合于CD34抗体的超顺磁铁一葡聚糖微球体积微小，不需要外加酶降解，也不影响细胞的活力和功能。分选后，CD34+细胞的纯度和回收率皆分别在95%和67%以上，T细胞去除率在95%以上。分选得到的细胞可以直接进行细胞的移植和输注。临床移植后所有移植物皆较快植活，且在未给预防GVHD的情况下移植也是安全的。同时，由于有效的去除了B细胞，也预防了EB病毒相关的淋巴增生性疾病的发生。
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目录：
摘要 4-6
Abstract 6-7
第一章 文献综述 10-29
1.1 研究意义 10-12
1.2 磁性高分子微球的研究进展 12-19
1.2.1 磁性高分子微球的结构和性质 12-14
1.2.2 磁性高分子微球的制备 14-19
1.3 磁性高分子微球在生物医学中的应用 19-22
1.3.1 蛋白质和核酸的分离和纯化 19
1.3.2 靶向制药 19-20
1.3.3 固定化酶 20
1.3.4 细胞分离 20-21
1.3.5 在临床磁共振成像中的应用 21-22
1.4 造血干细胞 22-24
1.4.1 造血干细胞的起源 22
1.4.2 造血干细胞的形态 22-23
1.4.3 造血干细胞的表面标志 23-24
1.5 MACS细胞分选技术 24-29
1.5.1 MACS磁性细胞分选介绍 24-25
1.5.2 国内外研究的现状、水平 25-26
1.5.3 MACS技术在临床上的应用 26-29
第二章 造血干细胞自动磁分选仪研制思路 29-33
2.1 概述 29
2.2 设计思路及研究方法 29-32
2.3 设计分析 32-33
第三章 造血干细胞自动磁分选仪硬件准备 33-40
3.1 概述 33-36
3.1.1 磁分选系统 33
3.1.2 样品传送系统 33-34
3.1.3 电脑控制系统 34-35
3.1.4 外壳 35-36
3.2 硬件系统的研制及开发 36-39
3.2.1 分选柱 36
3.2.2 硅胶管道及接口 36-37
3.2.3 配套管道设计 37-39
3.2.4 仪器外壳 39
3.3 设计分析 39-40
第四章 造血干细胞自动磁分选仪软件系统开发 40-54
4.1 概述 40-41
4.2 软件系统的设计及开发 41-53
4.2.1 详细程序设计步骤 41-43
4.2.2 电磁阀、蠕动泵、电磁铁运转步骤设计 43-50
4.2.3 程序界面设计 50-53
4.3 设计分析 53-54
第五章 造血干细胞自动磁分选仪的初步应用 54-61
.......
参考文献 62-70
攻读学位期间的研究成果 70-71
致谢 71-73
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