细胞存活率是生物医学领域一个非常重要的参数。目前,测定细胞存活率的主要方法有染色法和流式法。染色法操作简单,但过程较为费时,并易受人为操作影响。流式法精度、灵敏度高,但设备昂贵。此外,这两种方法均需对待测细胞进行染色标记,这导致标记后的细胞在后续的实验中通常不能继续使用。随着芯片实验室(Lab-on-a-chip)技术的发展,在芯片上操控细胞进行基础研究成为当前的研究热点,这也使得无标记、快速、在线分析细胞存活率变得十分必要,但上述常规方法难以整合至芯片之中。据此,本文设计了一种细胞存活率测定芯片。该芯片利用高渗溶液刺激细胞样品以引起死活细胞之间的体积差异,然后基于阻抗法探测体积差异导致的阻抗脉冲信号幅值差异,最后基于阻抗信号幅值分布计算细胞存活率。本论文的主要内容如下:(1)设计并制作了基于高渗溶液刺激的细胞存活率测定芯片。在装置设计中,通过人字形沟槽设计实现高渗溶液与细胞悬浮液的快速混合,从而完成对细胞的片上刺激;通过非接触式阻抗测量电极,检测经过电极的细胞大小,根据统计结果计算细胞存活率。在芯片制作过程中,基于光刻技术形成模板,通过使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)加工微通道;通过激光刻蚀技术在玻璃上制作氧化铟锡电极,最后利用PDMS薄膜将二者键合起来形成最终的检测芯片。(2)实验确认了芯片的溶液混合和阻抗测量子功能。通过荧光实验研究了人字形沟槽混合器的混合效果;通过微珠实验与细胞实验,分析了阻抗信号识别的准确性,研究了微珠、细胞大小与阻抗幅值之间的关系。结果表明:人字形沟槽混合器可以快速混合高渗刺激液与细胞悬浮液;电极可以有效、准确地捕获细胞、微珠经过检测小孔时的阻抗信号;微珠直径与阻抗脉冲信号幅值成正比;细胞直径与阻抗脉冲信号幅值正相关。(3)实验研究了芯片测定细胞存活率的性能。本文测定了不同死活配比、不同死亡方式、不同细胞类型情况下的细胞存活率,并将其与流式法的结果进行了对比。结果表明:芯片针对上述三种情况均能准确测定细胞存活率,即测量值与理论值吻合;与流式法测定结果相比也具有很好的一致性,两种方法测量结果的决定系数(R2)达到了98.4%。本文提供了一种片上、无标记、在线测定细胞存活率的新方法,将有助于芯片实验室技术的发展。