【摘要】：據(jù)統(tǒng)計(jì),中國(guó)每年新增癌癥患者約有170萬(wàn)人,每年大約有140萬(wàn)人因癌癥死亡。在我國(guó)眾多城鎮(zhèn)居民的死亡原因中,癌癥是死亡的第一原因。大部分癌癥患者確診是在晚期,而如果能夠在早期確診,利用現(xiàn)有條件我們可以有效控制病情并大大降低死亡率。所以在生命科學(xué)領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)癌細(xì)胞的早期發(fā)現(xiàn)和診斷具有重要的實(shí)際意義。迄今為止,世界各國(guó)在癌癥的預(yù)防、診斷、治療方面都投入了大量的人力和物力。癌癥可以致死,主要是因?yàn)槟[瘤的侵襲,轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā),超過(guò)50%的患者死于癌癥導(dǎo)致的多種并發(fā)癥。癌癥標(biāo)記物是在癌細(xì)胞內(nèi)或組織液中異常表達(dá),主要包括：碳水化合物、蛋白質(zhì)、激素、酶、癌癥基因產(chǎn)物等。它也包括一些宿主因?yàn)轶w內(nèi)惡性腫瘤反應(yīng)而產(chǎn)生的物質(zhì)。利用化學(xué)分析技術(shù)對(duì)癌癥進(jìn)行早期的早期檢測(cè)已經(jīng)成為了生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展方向。越來(lái)越多的實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明：細(xì)胞表面跨膜糖蛋白上多聚糖的過(guò)度表達(dá)與癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)有著密切關(guān)系,同時(shí),真核細(xì)胞內(nèi)鈣調(diào)蛋白的表達(dá)也和癌癥的進(jìn)展有著一定聯(lián)系。目前,質(zhì)譜、核磁共振技術(shù)、親和層析技術(shù)、X-射線晶體技術(shù)等已經(jīng)應(yīng)用于癌細(xì)胞的早期檢測(cè)及動(dòng)態(tài)分析。但是這些技術(shù)一般需要較長(zhǎng)的檢測(cè)時(shí)間、昂貴的儀器和成本、復(fù)雜的預(yù)處理步驟,并且很難實(shí)現(xiàn)活細(xì)胞標(biāo)記物的原位檢測(cè)。因此,探索研究新型快速簡(jiǎn)單、靈敏度高、選擇性好的分析方法已成為癌癥檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的必然。本論文分為以下幾個(gè)部分：第一章：緒論本章重點(diǎn)對(duì)于生物傳感器的工作原理、應(yīng)用及分類等方面做了具體介紹,并列舉了近年來(lái)電化學(xué)生物傳感器在免疫分析、DNA檢測(cè)、蛋白分析等方面的應(yīng)用。本章介紹了幾種新型的癌癥標(biāo)記物并對(duì)它們的研究進(jìn)展做了一定概述。在本章末尾對(duì)于本論文的工作意義和具體工作做了簡(jiǎn)要概述。第二章：基于功能化碳納米球和聚苯胺電化學(xué)信號(hào)放大策略的新型細(xì)胞傳感器的構(gòu)建眾所周知,細(xì)胞表面唾液酸(SA)的過(guò)表達(dá)是癌細(xì)胞的顯著特征之一。在本章中,我們?cè)O(shè)計(jì)了一種新型的檢測(cè)策略,利用其實(shí)現(xiàn)了對(duì)癌細(xì)胞表面唾液酸的檢測(cè)及定量分析。我們利用3-氨基苯硼酸(APBA)修飾的碳納米球作為癌細(xì)胞表面唾液酸的識(shí)別元件,利用辣根過(guò)氧化物酶(HRP)作為信號(hào)放大元件從而得到了良好的選擇性和靈敏度。HRP在有過(guò)氧化氫存在的條件下可以催化氧化苯胺生成聚苯胺(PAn)。在DPV掃描信號(hào)時(shí),由于PAn較正的檢測(cè)電位,可以避免底液中微溶的氧氣的還原峰干擾。基于功能化碳納米微球和信號(hào)產(chǎn)物聚苯胺的雙重信號(hào)放大作用,該細(xì)胞傳感器已經(jīng)成功地應(yīng)用于癌細(xì)胞表面的唾液酸的定量分析。在對(duì)MCF-7細(xì)胞(人類乳腺癌細(xì)胞)和BGC-823細(xì)胞(人類胃癌細(xì)胞)的檢測(cè)過(guò)程中,該細(xì)胞傳感器分別在5.0×102～1.O×106 cells/mL和1.0×1031.0×106cells/mL的線性范圍內(nèi)有著良好響應(yīng),檢測(cè)下限分別為25 cells/mL和800 cells/mL。該方法為癌細(xì)胞表面唾液酸的研究和癌癥的診斷提供了一定的應(yīng)用前景。第三章：基于Au@BSA和CNS/AuNPs信號(hào)放大策略的細(xì)胞傳感器的構(gòu)建在本工作中,我們利用具有三維結(jié)構(gòu)的Au@BSA微球和CNS/AuNPs構(gòu)建了一種新型的細(xì)胞傳感器用以分析細(xì)胞表面的唾液酸。Au@BSA微球能夠被固定在金電極表面為ConA(刀豆凝集素)的固定提供一個(gè)良好的基底,而ConA能夠和癌細(xì)胞表面的甘露糖和N-聚糖中的三甘露糖苷進(jìn)行有效的特異性結(jié)合。SNA-CNS/AuNPs-HRP標(biāo)簽是將SNA(接骨木凝集素)和HRP修飾在CNS/AuNPs表而,它不僅可以特異性的識(shí)別細(xì)胞表面的唾液酸(SA),而且可以利用HRP的催化作用催化對(duì)苯二酚(HQ)產(chǎn)生電化學(xué)信號(hào)。基于Au@BSA微球和SNA-CNS/AuNPs-HRP標(biāo)簽信號(hào)放大策略構(gòu)建的細(xì)胞傳感器已被成功應(yīng)用于癌細(xì)胞表面唾液酸過(guò)表達(dá)的檢測(cè)研究,對(duì)于BGC-823 cells和 MCF-7 cells的細(xì)胞檢測(cè),檢測(cè)下限分別可達(dá)4 cells/mL　和 120 cells/mL。同時(shí),通過(guò)利用唾液酸酶處理的癌細(xì)胞的對(duì)比實(shí)驗(yàn),也進(jìn)一步驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)的可行性。因此,該策略為癌細(xì)胞表面唾液酸過(guò)表達(dá)的早期檢測(cè)和相關(guān)診治提供了一定的研究思路。第四章：基于雙層酶標(biāo)簽和生物沉淀策略的新型免疫傳感器的構(gòu)建鈣調(diào)蛋白(CaM)在細(xì)胞體內(nèi)無(wú)處不在,參與了細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞間的許多生理代謝過(guò)程,而且,近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)其與癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖也存在密切聯(lián)系。在本工作中,我們基于雙層酶標(biāo)簽、金爆米花納米粒子(Aupopcom, Aupc)和介孔碳(Mesoporous Carbon, MC)、生物沉淀的信號(hào)放大作用構(gòu)建了一種三倍信號(hào)放大策略的新型鈣調(diào)蛋白免疫傳感器。該免疫傳感器利用介孔碳MC和金納米粒子Au NPs來(lái)固定Ab1。在與鈣調(diào)蛋白完成特異性培養(yǎng)后,雙層酶標(biāo)簽{HRP-Aupopcorn-Ab1}納米生物復(fù)合物和{]HRP-Ab2}被依次特異性結(jié)合培養(yǎng)。最終在特定的催化條件下,雙層酶標(biāo)簽上大量的HRP會(huì)催化4-chloro-1-naphthol(CN)生成生物沉淀,從而在傳感器的表面生成一層導(dǎo)電性較差的薄膜。傳感器表面生物沉淀隨著鈣調(diào)蛋白量的增加會(huì)有不同程度的增加,從而導(dǎo)致電子轉(zhuǎn)移速率的不斷減小,我們通過(guò)分析檢測(cè)底液中電子媒介體電化學(xué)信號(hào)的變化可以實(shí)現(xiàn)鈣調(diào)蛋白的定量檢測(cè)。在實(shí)驗(yàn)最佳條件下,測(cè)定鈣調(diào)蛋白的線性范圍為5.0pg/mL～100 ng/mL,檢出限為1.5 pg/mL。該傳感器顯示出了良好的穩(wěn)定性和靈敏度,為鈣調(diào)蛋白的檢測(cè)和癌癥的研究提供了一種新的思路。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP212;TB383.1

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本文編號(hào)：2260984