本文關鍵詞：基于SERS技術的肺癌血清檢測及判別模型的建立與應用　出處：《鄭州大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 表面增強拉曼散射 肺癌 血清 多元統(tǒng)計方法

【摘要】：背景:表面增強拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering,SERS)可以對貴金屬表面吸附的分子進行無損、超靈敏檢測,是一種特征指紋譜標記的振動光譜技術。SERS技術被廣泛應用于化學,物理,材料、表面、納米及生命科學等領域。本文將SERS技術應用于肺癌血清的檢測,主要從非標記檢測肺癌血清實驗方法的建立、肺癌血清拉曼信號多元統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析兩方面進行了研究。方法:1、非標記檢測肺癌血清實驗方法的建立。分別對血清的用量、比例(2.5μL~500μL;1:1~5:1)、血清的處理方法(是否萃取、是否去蛋白)、樣品孵育的時間(10 min~30 min)和孵育的溫度(4℃、室溫、37℃)、活性增強基底的選擇(金溶膠、銀溶膠)、偏振激光的選擇(環(huán)形偏振、正交偏振、非偏振)等實驗條件進行優(yōu)化,Originpro 8.5畫圖軟件作圖比較;2、利用SERS技術,結合OPLS-DA分析模型,對肺癌(n=620)和正常人(n=484)血清進行判別分析和訓練測試;3、利用SERS技術,結合OPLS-DA分析模型,對肺癌(n=60)和肺部良性疾病(n=56)血清進行判別分析;4、利用SERS技術,結合OPLS-DA分析模型,對肺癌血清不同分期進行判別分析。結果:1、不同血清用量拉曼光譜的譜峰、譜位基本一致,峰強、峰寬有所區(qū)別,2.5μl(5:1)血清用量最適合本實驗,經(jīng)重復實驗證明結果可靠。不需要進行血清的萃取或去蛋白,可直接檢測血清,方便快捷。不同孵育時間和孵育溫度的拉曼信號變化差別不大,本實驗選取了30 min和室溫作為孵育時間和孵育溫度。以銀溶膠為基底的血清拉曼光譜無論是峰強、峰位都比金溶膠要強、要豐富,而且測量過程中以金溶膠為基底的血清光譜出現(xiàn)大量“毛刺”,背景信號過強,信噪比不如銀溶膠好。三種不同激發(fā)偏振光檢測血清信號的靈敏度均為90%,而環(huán)形偏振激發(fā)光的特異度最高為60%,其次是非偏振和正交偏振激發(fā)光。三種偏振激發(fā)光差別并不大,本實驗選取靈敏度、特異度均高的環(huán)形偏振作為激發(fā)光;2、肺癌組與正常組相比,大多數(shù)位移所對應的峰強強度增加,構建OPLS-DA模型,從第一主成分t[1]方向可以看出兩組有明顯的區(qū)分,模型解釋率R2X=89.3%,R2Y=78.6%,預測率Q2Y=75.4%。隨后進行訓練預測,隨機將500例肺癌和400例正常人血清樣本作為訓練集,剩余120例肺癌和84例正常人為測試集,進行十倍交叉驗證。我們獲得了靈敏度99.17%和特異度88.1%的結果;3、兩組共同的拉曼峰存在多處明顯差異,建立OPLS-DA模型,從第一主成分t[1]方向可以看出兩組有明顯的區(qū)分,模型解釋率R2X=47.1%,R2Y=99.3%,預測率Q2Y=99.1%。判別結果靈敏度100%、特異度100%;4、StageⅠ(n=44)、StageⅡ(n=40)、StageⅢ(n=54)和StageⅣ(n=72)的光譜在外形上基本相同,僅在峰強上略微有差別。建立OPLS-DA模型,并沒有明顯的區(qū)分開,但從第一主成分t[1]方向可以看出,隨著肺癌的進展,不同分期在從右到左的方向上形成一定的聚類趨勢。結論:1、優(yōu)化整體實驗條件,保證了實驗的重復性和穩(wěn)定性;2、非標記SERS技術篩查肺癌和正常人以及肺癌和肺部良性疾病的方法有很大的可行性,應用SPSS軟件與SIMCA軟件共同處理數(shù)據(jù),并進行了實驗樣本的訓練測試提高了診斷效果,為高靈敏疾病診斷提供了新方法。
[Abstract]:Background : Surface Enhanced Raman Scattering ( SERS ) can be used in the fields of chemical , physical , material , surface , nano and life sciences . The results were as follows : 1 . The spectral peaks of Raman spectra of different serum levels were similar , the peak intensity and the peak width were different , 2.5 渭l ( 5 : 1 ) serum level was the best , and 2.5 渭l ( 5 : 1 ) serum level was the most suitable for this experiment . The results showed that the sensitivity was 99 . 17 % and the specificity was 88 . 1 % . The results showed that the sensitivity was 99 . 17 % and the specificity was 88 . 1 % . 1 , optimizing the whole experimental condition , ensuring the repeatability and the stability of the experiment ; 2 , screening the lung cancer and the normal person by the non - labeled SERS technique and the method for treating the lung cancer and the lung benign disease , and processing the data together with the SIMCA software by SPSS software , and carrying out training test on the experimental samples to improve the diagnosis effect , and provide a new method for the diagnosis of the high sensitive disease .

【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O433;R734.2

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 閆永明,吳師,王莉明;由ε探討SERS效應的電磁增強機理[J];浙江大學學報(理學版);2004年03期

2 譚恩忠;殷鵬剛;郭林;;氯離子對固定銀納米顆粒SERS活性的影響[J];光散射學報;2010年04期

3 張君夢;曲勝春;張利勝;唐愛偉;周樹云;王占國;;銀納米陣列直徑對SERS增強效果的影響[J];光散射學報;2011年01期

4 莫冰;李和平;陳娟;王攀;;表面增強拉曼光譜(SERS)及其在定量測量中的研究進展[J];光散射學報;2013年03期

5 曾我部伸,張志俠;日本研究SERS的現(xiàn)狀[J];物理學進展;1987年03期

6 郭偉立;張鵬翔;;同時計入化學增強和物理增強的SERS模型[J];Chinese Journal of Chemical Physics;1989年03期

7 鄭海菜,茍增光,崔明,李秀英,莫育俊;固-液系統(tǒng)中表面增強喇曼散射強度I_(SERS)對濃度c的依賴關系及水楊酸分子的吸附等溫特性研究[J];物理學報;1992年06期

8 ;Investigation on composite Au/TiO_2 nanoparticles (Ⅰ)——Synthesis and characterization[J];Chinese Science Bulletin;1998年03期

9 ;SERS mechanism of nickel electrode[J];Chinese Science Bulletin;2002年23期

10 劉春艷;非常規(guī)條件下的SERS效應[J];光散射學報;2003年02期

相關會議論文 前10條

1 劉偉;秦維;劉可;袁亞仙;姚建林;顧仁敖;;一種新型可循環(huán)SERS基底的制備[A];中國化學會第27屆學術年會第04分會場摘要集[C];2010年

2 莫育俊;雷潔;李秀英;張鵬翔;;吸附于銅表面上分子的SERS及表面粗糙度對SERS的影響[A];全國第三屆光散射學術會議論文摘要[C];1985年

3 艾小紅;高小平;李秀英;莫育俊;;蘋果酸吸附在銅和銀表面上SERS的比較[A];全國第三屆光散射學術會議論文摘要[C];1985年

4 高敏俠;林秀梅;任斌;;均勻的強SERS活性基底的制備及表征[A];第十四屆全國分子光譜學術會議論文集[C];2006年

5 高美;方炎;;對樹枝狀銀納米結構作為SERS增強基底的研究[A];第十四屆全國光散射學術會議論文摘要集[C];2007年

6 王春旭;陳雷;紀南;阮偉東;趙冰;趙純;;銀的無電沉積及其SERS活性的研究[A];第十五屆全國分子光譜學術報告會論文集[C];2008年

7 張鵬翔;付石友;龐玉璋;;表面增強喇曼散射的最近研究[A];中國物理學會光散射專業(yè)委員會成立十周年暨第六屆學術會議論文集（上）[C];1991年

8 ;SERS on thin film composed of gold nanoparticles[A];第十六屆全國光散射學術會議論文摘要集[C];2011年

9 楊U，

本文編號：1424000