本文關(guān)鍵詞：基于金納米棒的新型SERS探針用于活細(xì)胞成像檢測(cè)

  更多相關(guān)文章： 金納米棒 SERS 比率型 過氧化氫 沉默區(qū)域拉曼信號(hào) 成像

【摘要】：在過去幾十年SERS已發(fā)展成一種非常成熟的振動(dòng)光譜技術(shù),在化學(xué)、材料學(xué),尤其是生命科學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用越來越多。生物化學(xué)、生物物理學(xué)和分子生物學(xué)研究最基本的目標(biāo)就是了解生物界面分子復(fù)雜的時(shí)空相互作用。因此,通常采用體外分析檢測(cè)和體內(nèi)細(xì)胞成像的方法對(duì)其進(jìn)行研究。細(xì)胞、組織、器官以及活體分子成像可以監(jiān)測(cè)與病理學(xué)相關(guān)的不同分子結(jié)構(gòu)或作用機(jī)理。建立能用于生物醫(yī)學(xué)診斷、病原體檢測(cè)、基因鑒定、基因定序等的高靈敏光學(xué)成像技術(shù)具有重要意義。拉曼成像作為一種新興成像技術(shù),除具有免標(biāo)記等優(yōu)點(diǎn)外,結(jié)合納米顆�？色@得高分辨成像,且蛋白質(zhì)和核酸等目標(biāo)物本身即可作為拉曼報(bào)告分子,因此該技術(shù)受到越來越多的關(guān)注。本文以GNR (Gold Nanorods)為基礎(chǔ)基底,制備了具有特殊功能的SERS成像探針,主要開展以下兩個(gè)研究工作：(1)基于GNR和硼酯分子的新型比率型SERS探針用于活細(xì)胞和癌組織H202拉曼成像研究本章設(shè)計(jì)了一種基于GNR的SERS探針用于活細(xì)胞和癌組織中H202成像檢測(cè)。探針設(shè)計(jì)是在金納米棒表面組裝4-巰基苯硼酯(MPBE)分子,H202能特異性識(shí)別MPBE分子中的硼酯基團(tuán)。當(dāng)H202存在時(shí),識(shí)別MPBE分子的硼酯基團(tuán),反應(yīng)生成羥基基團(tuán),與B-O鍵振動(dòng)對(duì)應(yīng)的拉曼信號(hào)993cm-1衰減甚至消失,同時(shí)平面內(nèi)C-H鍵振動(dòng)對(duì)應(yīng)的拉曼信號(hào)1071cm-1未發(fā)生明顯變化。結(jié)果表明,H202含量與兩振動(dòng)峰的信號(hào)強(qiáng)度比I1071/993在一定濃度范圍內(nèi)呈線性關(guān)系,從而實(shí)現(xiàn)活細(xì)胞和組織中H202含量的比率型成像檢測(cè)。(2)基于GNR和炔基的新型SERS探針用于活細(xì)胞拉曼成像研究本章合成了一種結(jié)合炔基拉曼信號(hào)和金納米棒基底的新型SERS探針。首先通過可控共吸附將含炔基基團(tuán)的拉曼報(bào)告分子1,4-二苯基丁二炔(DPDA)載入金納米棒表面,用二氧化硅封裝金納米棒,獲得穩(wěn)定的SERS探針顆粒。DPDA是疏水性分子,在GNR水溶液中加入DPDA時(shí),由于疏水性質(zhì)它會(huì)傾向于嵌入到GNR表面CTAB分子中。DPDA成功嵌入CTAB層接近金棒表面產(chǎn)生非常強(qiáng)的炔基拉曼信號(hào)(2210cm-1),炔基拉曼信號(hào)處在細(xì)胞內(nèi)生物活性分子的信號(hào)沉默區(qū)域(1800-2800cm-1),因此SERS探針信號(hào)強(qiáng)而易于區(qū)分。將合成的炔基SERS探針用于活細(xì)胞和組織成像,結(jié)果表明具有強(qiáng)烈的炔基信號(hào)且重復(fù)性很好。另外這種由二氧化硅封裝的SERS探針具有高穩(wěn)定性和良好的生物相容性。
【關(guān)鍵詞】：金納米棒 SERS 比率型 過氧化氫 沉默區(qū)域拉曼信號(hào) 成像
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O657.37
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 本文所用英文縮略詞表11-12
• 第1章 緒論12-26
• 1.1 拉曼散射12-15
• 1.1.1 拉曼效應(yīng)的簡(jiǎn)介12
• 1.1.2 拉曼散射的發(fā)現(xiàn)12-13
• 1.1.3 拉曼散射的原理13-15
• 1.2 表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)15-16
• 1.2.1 表面增強(qiáng)拉曼散射簡(jiǎn)介15
• 1.2.2 SERS基本理論15-16
• 1.3 SERS探針光學(xué)性質(zhì)16-17
• 1.4 SERS探針的組成17-22
• 1.4.1 貴金屬納米基底17-20
• 1.4.2 拉曼報(bào)告分子20-21
• 1.4.3 表面保護(hù)層21
• 1.4.4 靶向分子21-22
• 1.5 SERS探針的應(yīng)用22-24
• 1.5.1 離子和分子檢測(cè)22
• 1.5.2 細(xì)胞成像22-23
• 1.5.3 組織成像23-24
• 1.6 選題依據(jù)及研究?jī)?nèi)容24-26
• 第2章 基于GNR和硼酯分子的新型比率型SERS探針用于活細(xì)胞和癌組織H_2O_2拉曼成像研究26-45
• 2.1 前言26-27
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分27-30
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料27
• 2.2.2 4-巰基苯硼酯(MPBE)的合成與表征27-28
• 2.2.3 金納米棒的制備28
• 2.2.4 GNR/MPBE探針的制備28
• 2.2.5 紫外-可見光譜測(cè)量28
• 2.2.6 GNR/MPBE探針用于H_2O_2的體外分析28-29
• 2.2.7 細(xì)胞實(shí)驗(yàn)29-30
• 2.2.8 細(xì)胞毒性分析30
• 2.2.9 組織成像研究30
• 2.3 結(jié)果與討論30-43
• 2.3.1 GNR/MPBE探針的H_2O_2識(shí)別原理30-31
• 2.3.2 GNR/MPBE探針檢測(cè)H_2O_2的可行性31-32
• 2.3.3 GNR/MPBE探針的紫外-可見吸收光譜32-33
• 2.3.4 GNR/MPBE探針的TEM表征33
• 2.3.5 GNR/MPBE探針的Zeta電位33-34
• 2.3.6 GNR/MPBE探針的拉曼光譜34-35
• 2.3.7 GNR/MPBE探針對(duì)H_2O_2的穩(wěn)定性35
• 2.3.8 保存時(shí)間對(duì)GNR/MPBE探針穩(wěn)定性的影響35-36
• 2.3.9 GNR/MPBE探針的傳感機(jī)理驗(yàn)證36-37
• 2.3.10 MPBE對(duì)H_2O_2的響應(yīng)動(dòng)力學(xué)37-38
• 2.3.11 GNR/MPBE探針對(duì)H_2O_2的響應(yīng)速度38
• 2.3.12 GNR/MPBE探針對(duì)H_2O_2的濃度響應(yīng)38-39
• 2.3.13 GNR/MPBE探針對(duì)H_2O_2的選擇性39-40
• 2.3.14 GNR/MPBE探針的細(xì)胞毒性40
• 2.3.15 GNR/MPBE探針的細(xì)胞穿透性研究40-41
• 2.3.16 GNR/MPBE探針用于活細(xì)胞H_2O_2成像41-42
• 2.3.17 GNR/MPBE探針用于組織H_2O_2成像42-43
• 2.4 小結(jié)43-45
• 第3章 基于GNR和炔基的新型SERS探針用于活細(xì)胞拉曼成像研究45-58
• 3.1 前言45-46
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分46-49
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料46-47
• 3.2.2 金納米棒的制備47
• 3.2.3 GNR@SiO_2/DPDA拉曼探針的制備47
• 3.2.4 GNR/DPDA@SiO_2拉曼探針的制備47-48
• 3.2.5 紫外-可見光譜測(cè)量48
• 3.2.6 拉曼光譜測(cè)量48
• 3.2.7 細(xì)胞毒性分析48-49
• 3.2.8 細(xì)胞實(shí)驗(yàn)49
• 3.2.9 組織成像研究49
• 3.3 結(jié)果與討論49-56
• 3.3.1 GNR/DPDA@SiO_2拉曼探針設(shè)計(jì)思路49-50
• 3.3.2 拉曼探針的紫外-可見光譜表征50-52
• 3.3.3 SERS探針的TEM表征52
• 3.3.4 GNR@SiO_2/DPDA以及GNR/DPDA@SiO_2的拉曼光譜52-53
• 3.3.5 GNR/DPDA@SiO_2的拉曼信號(hào)放大53-54
• 3.3.6 GNR/DPDA@SiO_2拉曼探針的穩(wěn)定性54
• 3.3.7 GNR/DPDA@SiO_2的細(xì)胞毒性54-55
• 3.3.8 GNR/DPDA@SiO_2用于活細(xì)胞成像55-56
• 3.3.9 GNR/DPDA@SiO_2用于組織深度成像56
• 3.4 小結(jié)56-58
• 結(jié)論與展望58-59
• 參考文獻(xiàn)59-69
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文69-70
• 附錄B 各化合物的核磁與質(zhì)譜圖70-71
• 致謝71

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本文編號(hào)：1065737