表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）具有光穩(wěn)定性、無破壞性、單分子水平的超靈敏性和豐富的光譜特性等優(yōu)點(diǎn),已成功應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、臨床診斷、環(huán)境監(jiān)測和食品安全控制等研究領(lǐng)域�；赟ERS的生物醫(yī)學(xué)診斷對于早期生物醫(yī)學(xué)監(jiān)測及術(shù)后監(jiān)控至關(guān)重要,盡管各種SERS活性基底可用于生物分子傳感,并在生物檢測中具有巨大潛力,但是等離子體SERS效應(yīng)會(huì)因?yàn)闊狳c(diǎn)分布不均勻、信號(hào)分子位置及方向不同、金屬納米顆粒形狀的納米級(jí)變化導(dǎo)致增強(qiáng)效應(yīng)發(fā)生非常大的變化,并且這些問題常常會(huì)干擾生物檢測的靈敏度和準(zhǔn)確性。因此,解決這些問題的潛在策略是開發(fā)基于等溫核酸擴(kuò)增技術(shù)的超靈敏SERS檢測。針對上述存在的問題,本文設(shè)計(jì)了多重信號(hào)放大策略,結(jié)合多種核酸信號(hào)放大方法,利用納米復(fù)合材料,貴金屬核殼納米材料的優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì),構(gòu)建了具有高靈敏度,易操作的生物傳感平臺(tái),具體研究內(nèi)容包括以下兩個(gè)方面:（1）引入無酶輔助的目標(biāo)物循環(huán)擴(kuò)增信號(hào)放大策略,能夠?qū)⒒诰哂羞^氧化氫模擬酶活性的DNA酶介導(dǎo)的銀溶解反應(yīng)結(jié)合起來用于SERS傳感平臺(tái)的構(gòu)建,實(shí)現(xiàn)癌胚抗原（CEA）的靈敏檢測。首先,在抑制鏈的作用下,發(fā)卡結(jié)構(gòu)不會(huì)引發(fā)下游的鏈置換擴(kuò)增,只有在目標(biāo)物C... 

【文章來源】：西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

SERS基底的發(fā)展[53]

錷iRNA[54]。在此策略中，相鄰的金納米柱可以在暴露于溶劑的情況下受到毛細(xì)作用力的作用而自閉合，因此陣列基底的緊密度產(chǎn)生了大量的自組裝的熱點(diǎn)，從而增強(qiáng)了局部電場的耦合作用。緊接著將特定的鎖核酸（LNA）捕獲探針修飾在金納米柱陣列的頭端，然后將其與外泌體miRNA和Cy3標(biāo)記的LNA檢測探針連續(xù)孵育，僅當(dāng)目標(biāo)miRNA序列與兩個(gè)LNA探針具有完美的互補(bǔ)性時(shí)，由LNA捕獲探針/miRNA/LNA檢測探針組成的三明治結(jié)構(gòu)才穩(wěn)定。因此，在完全匹配的靶標(biāo)miRNA存在下，SERS傳感平臺(tái)能夠提供強(qiáng)大的Cy3信號(hào)，實(shí)現(xiàn)miRNA的檢測，LOD為1aM。圖1.2SERS傳感平臺(tái)檢測外泌體miRNA示意圖[54]。Figure1.2SchematicillustrationofexosomalmiRNAdetectionusingtheSERSsensorplatform.為了實(shí)現(xiàn)前列腺癌的生物標(biāo)志物miR-107的靈敏檢測，Li等人[55]首先使用目標(biāo)探針1和2把金納米顆粒和中空的Au/Ag合金納米立方體分別功能化(圖1.3)�；谂c靶標(biāo)之間的序列特異性識(shí)別，探針1和2分別與靶標(biāo)miR-107的序列互補(bǔ)，使得Au納米顆粒和中空的Au/Ag合金納米立方體通過DNA鏈自組裝成等離子體納米結(jié)構(gòu)。這種自組裝納米結(jié)構(gòu)顆粒間的間隙很小，由此產(chǎn)生了大量的SERS熱點(diǎn)。另外，中空的Au/Ag合金納米立方體框架上的自組裝金納米顆粒還充當(dāng)了過氧化物模擬酶的作用，在H2O2存在下，催化底物3,3",5,5"-四甲基聯(lián)苯胺（TMB）的氧化反應(yīng)，生成TMBox，產(chǎn)生強(qiáng)的SERS信號(hào)[56]。由于靶物miR-107濃度與作為納米酶的金納米顆粒數(shù)目呈正相關(guān)，因此

西南大學(xué)碩士學(xué)位論文4可以從TMBox的SERS信號(hào)推斷出靶物miR-107濃度，實(shí)現(xiàn)了fM級(jí)的檢測。圖1.3用于miR-107檢測的等離激元納米結(jié)構(gòu)的觸發(fā)自組裝示意圖[55]。Figure1.3Schematicillustrationoftriggeredself-assemblyofplasmonicnanostructuresformiR-107detection.為了建立多種肝癌標(biāo)志物的檢測方法，Zhao等人[57]通過SERS頻移檢測方法，該方法是由拉曼信號(hào)分子正常模式的振動(dòng)頻率在結(jié)合目標(biāo)物時(shí)發(fā)生的變化（Δshift）實(shí)現(xiàn)的檢測。如圖1.4所示，首先借助微接觸印刷技術(shù)在銀納米顆粒薄膜（AgNFs）的不同區(qū)域處先修飾上不同的拉曼信號(hào)分子，隨后探針Y-DNA或ssDNA或AFP的抗體分別與AgNFs上的相對應(yīng)的拉曼信號(hào)分子區(qū)域共價(jià)結(jié)合，與目標(biāo)物孵育后，探針可以識(shí)別相應(yīng)的目標(biāo)物，目標(biāo)物與探針的結(jié)合會(huì)造成拉曼信號(hào)分子的波數(shù)發(fā)生變化，變化的大小與待測物的濃度相關(guān)，因此可用該方法定量檢測標(biāo)志物在血清中的含量水平，實(shí)現(xiàn)了多種肝癌生物標(biāo)志物的多重傳感。圖1.4運(yùn)用SERS檢測肝癌標(biāo)志物示意圖[57]。Figure1.4SchematicdiagramofusingSERStodetectlivercancermarkers.為了實(shí)現(xiàn)miRNA的靈敏檢測，Xu等人[58]利用DNA構(gòu)建了金納米棒二聚體納米結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)了miRNA-21的靈敏檢測。首先，研究人員設(shè)計(jì)了兩種類型的DNA鏈，這兩類DNA鏈具有堿基互補(bǔ)配對特性，可以將修飾有拉曼信號(hào)分子3.3’-二乙基硫醛三碳菁化碘（DTTC）的AuNRs組裝在一起，形成金納米棒二聚體。因?yàn)镈TTC位于AuNRs二聚體的“nanogaps”中，所以AuNRs二聚體的間隙間表現(xiàn)出強(qiáng)烈的SERS活性。當(dāng)目標(biāo)


本文編號(hào)：3358307