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荧光纳米颗粒传感技术在早期肿瘤检测中的应用

作　者: 朱佩思
导　师: 黄杉生
学　校: 上海师范大学
专　业: 分析化学
关键词: 纳米二氧化钛经典夹心结构卵巢癌SKOV-3细胞荧光标记荧光猝灭纳米金颗粒
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

近年来随着纳米技术的蓬勃发展,一些新兴学科如纳米化学、纳米生物学、纳米材料学、纳米药物学等也得到了飞速的发展。纳米材料因其具有诸如小尺寸效应(0.1 nm~100 nm)、表面效应和宏观量子隧道效应等独特效应,表现出了一系列独特的力学、电学、光学、磁学以及催化性能,从而在诸多领域中得到了广泛的应用。在纳米材料的一个重要分支——纳米颗粒中,功能化纳米颗粒的应用已经成为当前研究的热点。功能化生物纳米颗粒的出现使传统生物传感器的灵敏度、选择性得到了极大的提高。研究表明,功能化生物纳米颗粒是一种非常理想的原位、活体、实时获取生命信息的工具。因此,开展功能化生物纳米颗粒的研制与应用研究意义重大。本论文以有机荧光染料异硫氰酸罗丹明(TRITC)与纳米颗粒相互作用为基础,开展了以下一系列的工作:1.经典夹心结构功能性荧光纳米颗粒的制备与研究采用溶胶-凝胶法合成纳米二氧化钛,以还原氯金酸法得到小尺寸金纳米颗粒,嗣后与有机荧光染料TRITC反应,制备得到经典夹心结构的二氧化钛荧光纳米颗粒。通过TEM、AFM、XPS以及荧光光谱仪等手段对其形貌及荧光光谱等性质进行了表征。研究结果表明:经典夹心结构使基于纳米二氧化钛的荧光纳米颗粒具有良好的化学稳定性和光学稳定性。2.功能性荧光纳米颗粒性质研究及其在肿瘤早期检测中的应用通过利用荧光(TRITC)纳米颗粒的夹心网络结构与anti-HER2抗体相互作用,从而实现对颗粒与抗体的交联,成功制备了功能化的荧光纳米颗粒。anti-HER2可与对HER2高表达的人卵巢癌SKOV-3细胞发生抗体-抗原特异性反应,利用该纳米颗粒的荧光特性实现了对卵巢癌SKOV-3细胞的识别和早期检测。研究结果表明:该荧光纳米颗粒表面易于修饰抗体等生物分子且与SKOV-3细胞具有良好的生物相容性,使用此荧光纳米颗粒进行癌细胞标记较之传统的荧光染料分子标记方法在灵敏度、选择性和荧光稳定性等方面均有了较大的改善,有望成为生物检测分析中的一种新型检测技术。3.基于TRITC荧光染料的荧光强度变化,实现纳米颗粒的量化过程利用纳米金颗粒对荧光素(TRITC)有明显的荧光猝灭现象的特性,构建了一种检测纳米金颗粒的新方法。该方法具有较好的稳定性和重现性,为纳米金的量化提供一种可供选择的测定方法。并对纳米金的检测实验条件进行了优化选择:在新制的含有TRITC pH 6.5的磷酸盐缓冲溶液(PBS)中,加入适量的纳米金溶液,使其在40℃水浴中反应40 min后进行荧光强度测量。在此最佳实验条件下,该方法测定金的检测限为2.19 ng/L。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-8
主要符号表  8-11
第一章绪论  11-25
  1.1 基于纳米颗粒传感技术的概述  11-17
    1.1.1 基于量子点的传感技术  11-13
    1.1.2 基于磁性纳米颗粒的传感技术  13-14
    1.1.3 基于核壳纳米颗粒的传感技术  14-15
    1.1.4 基于其他纳米颗粒的传感技术  15-17
  1.2 功能化生物纳米颗粒技术的研究进展  17-23
    1.2.1 在免疫学中荧光检测的应用  17-19
    1.2.2 在生物分离纯化中的应用  19-20
    1.2.3 在生物医学领域中的应用  20-22
    1.2.4 在药物靶向性载药中的应用  22-23
  1.3 本文构思  23-25
第二章荧光二氧化钛纳米颗粒的制备及其表征  25-34
  2.1 前言  25-26
  2.2 实验部分  26-28
    2.2.1 仪器与试剂  26
    2.2.2 荧光TRITC 纳米颗粒的制备  26-27
    2.2.3 荧光纳米颗粒的表征方法  27-28
  2.3 结果与讨论  28-32
    2.3.1 荧光纳米颗粒的物理表征  28-30
    2.3.2 荧光纳米颗粒的化学键合作用  30-32
    2.3.3 荧光纳米颗粒的荧光稳定性  32
  2.4 本章小结  32-34
第三章功能性荧光纳米颗粒用于肿瘤细胞的早期检测  34-42
  3.1 前言  34-35
  3.2 实验部分  35-36
    3.2.1 仪器与试剂  35
    3.2.2 细胞的培养  35-36
    3.2.3 荧光纳米颗粒与抗体的交联  36
    3.2.4 荧光纳米颗粒的细胞毒性测试  36
  3.3 结果与讨论  36-41
    3.3.1 细胞的生长状况分析  36-37
    3.3.2 抗体修饰的荧光纳米颗粒与细胞特异性结合的荧光成像  37-38
    3.3.3 荧光纳米颗粒的细胞毒性测试  38-40
    3.3.4 检测机理  40-41
  3.4 本章小结  41-42
第四章 TRITC定量测定纳米金颗粒  42-53
  4.1 前言  42-43
  4.2 实验部分  43-45
    4.2.1 仪器与试剂  43
    4.2.2 纳米金颗粒的制备  43-44
    4.2.3 纳米金颗粒的表征方法  44
    4.2.4 纳米金颗粒与TRITC 的偶联  44
    4.2.5 实验参数的选择  44-45
  4.3 结果与讨论  45-51
    4.3.1 纳米金颗粒的表征  45
    4.3.2 酸溶液介质的影响  45-46
    4.3.3 TRITC 对纳米金颗粒的响应  46-47
    4.3.4 纳米金颗粒检测实验条件的优化  47-50
    4.3.5 工作曲线  50-51
  4.4 传感器可能的响应机理  51-52
  4.5 本章小结  52-53
结论  53-54
参考文献  54-66
致谢  66-67
附录攻读硕士学位期间取得的研究成果  67

荧光纳米颗粒传感技术在早期肿瘤检测中的应用

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