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肝癌肿瘤细胞的电化学阻抗传感器的制备及应用

作　者: 刘洋
导　师: 刘绍琴
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 循环肿瘤细胞 碳纳米管 金纳米棒 介电泳沉积 阻抗检测
分类号: TP212.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 26次
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内容摘要


循环肿瘤细胞（CTCs）即脱离了原发肿瘤而进入人体外周血的癌细胞，其不仅能够传播到身体其他部位，而且能够返回其原发肿瘤并继续发展，从而增强肿瘤生长。循环肿瘤细胞的检测可有效地应用于体外早期诊断，化疗药物的快速评估，在癌症诊断与治疗中具有十分重要的意义。然而由于外周血中循环肿瘤细胞数量极少，这给检测方法在临床上的应用提出了巨大的挑战，要求其既要具有高的灵敏性，还要有良好的特异性。近些年纳米技术的发展为上述提到的问题提供了新的机遇，并且在众多检测方法中，阻抗型免疫生物传感器具有无需标记，可以通过阻抗的变化直接对单细胞进行检测等优点。因此本论文基于传感器表面固定的抗体与肿瘤细胞表面抗原的特异性反应原理，利用纳米材料优越的理化性能，制备了两种阻抗性免疫传感器用于检测循环肿瘤细胞。利用碳纳米管的大比表面积和良好的导电性能，与上皮细胞粘附分子抗体结合，通过抗原抗体分子之间的特异性结合，可以有效捕获循环肿瘤细胞。肿瘤细胞的粘附会导致传感器的阻值发生改变，并且阻值变化与肿瘤细胞浓度在一定范围内（10~10~5个/毫升）呈对数线性关系。该方法可以不经过样品的预处理过程，对全血中的循环肿瘤细胞进行精确、快速检测。此外本文还发展了一种基于金纳米棒的场效应晶体管阵列免疫传感器。利用介电泳沉积的方法将连接有抗体分子的金纳米棒按照电场方向顺序连接，论文中详细讨论了影响该方法的各项因素，成功制备并优化了场效应阵列传感器。肿瘤细胞的捕获会迅速引起传感器阻值的明显改变，阻值改变与吸附细胞数量有关，该方法具有高通量、灵敏度高等优点。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-23
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  8-9
  1.2 循环肿瘤细胞检测方法的发展概况  9-12
    1.2.1 基于免疫原理的检测方法  10-11
    1.2.2 基于 DNA 分析技术的检测方法  11-12
  1.3 纳米技术在循环肿瘤细胞检测中的应用  12-17
    1.3.1 金纳米颗粒在循环肿瘤细胞检测方面的应用  12-15
    1.3.2 碳纳米管在循环肿瘤细胞检测方面的应用  15-16
    1.3.3 其它纳米材料在循环肿瘤细胞检测中的应用  16-17
  1.4 电学方法在循环肿瘤细胞检测中的应用  17-22
    1.4.1 电学阻抗方法  18-19
    1.4.2 介电泳沉积方法  19-22
  1.5 本文的主要研究内容  22-23
第2章 实验材料与方法  23-31
  2.1 实验材料  23-24
    2.1.1 实验试剂  23
    2.1.2 实验细胞  23
    2.1.3 实验仪器  23-24
  2.2 实验步骤  24-31
    2.2.1 细胞培养  24
    2.2.2 基于碳纳米管传感器的制备及检测  24-27
    2.2.3 场效应阵列传感器芯片的设计及制备  27-31
第3章 基于碳纳米管的阻抗传感器的制备与应用  31-41
  3.1 基于碳纳米管传感器的表征与检测  31-34
  3.2 传感器的优化  34-35
    3.2.1 pH 优化  34-35
    3.2.2 抗体浓度优化  35
  3.3 检测条件的优化  35-36
    3.3.1 温度优化  35-36
    3.3.2 孵育时间优化  36
  3.4 阻抗法检测肿瘤细胞  36-37
  3.5 传感器对肝癌肿瘤细胞特异性的验证  37-38
  3.6 人类全血体系中检测肿瘤细胞  38-40
  3.7 本章小结  40-41
第4章 基于金纳米棒的场效应传感器的制备及应用  41-53
  4.1 传感器阵列的表征  41
  4.2 纳米材料的表征  41-44
    4.2.1 银纳米线的表征  41-42
    4.2.2 金纳米棒的表征  42-44
  4.3 传感器的优化  44-50
    4.3.1 银纳米线介电泳沉积的优化  45-47
    4.3.2 金纳米棒介电泳沉积的优化  47-50
  4.4 传感器检测肿瘤细胞  50-51
  4.5 本章小结  51-53
结论  53-54
参考文献  54-60
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  60-62
致谢  62

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器（变换器）、传感器 > 生物传感器、医学传感器
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