糖尿病是當(dāng)前威脅全球人類(lèi)健康的最主要的非傳染性疾病之一,其慢性并發(fā)癥所致的死亡率在不斷增加,給社會(huì)經(jīng)濟(jì)和公共醫(yī)療帶來(lái)了巨大的負(fù)擔(dān)。機(jī)體內(nèi)血糖和胰島素水平是糖尿病診斷和胰島細(xì)胞功能評(píng)價(jià)的基本指標(biāo),二者的聯(lián)合檢測(cè)對(duì)于糖尿病診斷和分型、胰島β細(xì)胞儲(chǔ)備功能評(píng)估等問(wèn)題具有重要意義,因此開(kāi)發(fā)一種能夠?qū)崿F(xiàn)血糖和胰島素耦合檢測(cè)的便攜式、商業(yè)化診斷設(shè)備將具有廣泛的應(yīng)用前景。本論文基于此問(wèn)題,依據(jù)電化學(xué)檢測(cè)原理,并結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)分類(lèi)算法,對(duì)血糖和胰島素耦合檢測(cè)問(wèn)題進(jìn)行了深入研究,并根據(jù)所測(cè)血糖和胰島素濃度值,提出了可用于糖尿病初步診斷和分型的理論預(yù)測(cè)模型。具體工作如下:（1）深入挖掘血糖和胰島素電化學(xué)檢測(cè)原理,搭建了電化學(xué)測(cè)量分析平臺(tái),選擇絲網(wǎng)印刷電極作為傳感部件,并采用氫氧化鎳和電沉積技術(shù)對(duì)工作電極進(jìn)行修飾。通過(guò)掃描電鏡對(duì)電極修飾效果進(jìn)行表征,對(duì)修飾電極進(jìn)行電化學(xué)阻抗譜實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明修飾電極具有良好的電活性,可用于葡萄糖與胰島素的定量檢測(cè)。（2）設(shè)計(jì)葡萄糖與胰島素的電化學(xué)檢測(cè)方案。從葡萄糖與胰島素的生物結(jié)構(gòu)出發(fā),結(jié)合電化學(xué)原理,采用循環(huán)伏安法和時(shí)間電流法對(duì)葡萄糖與胰島素溶液的濃度的進(jìn)行測(cè)定。實(shí)驗(yàn)證明,上述... 

【文章來(lái)源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

中國(guó)近幾十年糖尿病患病人數(shù)的增長(zhǎng)率曲線[5]

凳斃鑰煞治?????膠偷閌劍?唇峁固匭鑰煞治?笮?分析儀和便攜式檢測(cè)儀，按照對(duì)人體的傷害程度則可分為有創(chuàng)、微創(chuàng)和無(wú)創(chuàng)三種類(lèi)型[16]。采用的主要檢測(cè)原理有化學(xué)比色法、葡萄糖氧化酶電極測(cè)量法、葡萄糖脫氫酶電極測(cè)量法和電化學(xué)法等。武漢大學(xué)的何治柯教授[17]采用光刻法制備了一維和二維紙芯片，利用化學(xué)發(fā)光的方法實(shí)現(xiàn)了在紙芯片上檢測(cè)葡萄糖，并得到了較好的線性范圍和檢出限。韓國(guó)國(guó)立全北大學(xué)JoongHeeLee等人[18]通過(guò)納米雜交技術(shù)制作了一種摻雜石墨烯的合成納米金材料，并用于修飾電化學(xué)電極，電極制備過(guò)程如圖1-2所示。對(duì)葡萄糖的檢測(cè)結(jié)果證明該電極具有較寬的動(dòng)態(tài)檢測(cè)范圍和較好的選擇性，但該方法成本高，電極制備過(guò)程復(fù)雜。愛(ài)爾蘭梅努特大學(xué)CarmelB.Breslin等人[19]將金納米粒子修飾在碳納米管表面，并將這種復(fù)合材料澆鑄在玻碳電極或者絲網(wǎng)印刷電極上，用于在中性環(huán)境下檢測(cè)葡萄糖，但方法成本較高，靈敏度低，普適性較差。印度韋洛爾理工大學(xué)AndrewsNirmalaGrace等人[20]提出利用CuO–N摻雜石墨烯材料修飾電極，構(gòu)建的電化學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)有干擾物存在下的葡萄糖檢測(cè)，目前僅在堿性環(huán)境下具有較好的檢測(cè)效果。圖1-2納米金葡萄糖檢測(cè)電極制備示意圖[18]1.2.2胰島素檢測(cè)的研究現(xiàn)狀以往的胰島素檢測(cè)主要采用放射免疫測(cè)定(Radioimmunoassay，RIA)，酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(EnzymeLinkedImmunoSorbentAssay，ELISA)和液相色譜質(zhì)譜(LiquidChromatographyMassSpectrometry，LC-MS)等方法[6]835。隨著生物傳感器的快速發(fā)展，已開(kāi)發(fā)出不同的生物傳感策略用于胰島素檢測(cè)，包括表面等離子體共振、電化學(xué)發(fā)光、熒光、微流體裝置、電化學(xué)等，這些策略的實(shí)施僅需簡(jiǎn)單的儀器設(shè)備，樣品消耗量低，不損壞檢測(cè)體系，能夠?qū)崿F(xiàn)快速分析，檢測(cè)

畚?-4-體采用葡萄糖氧化酶進(jìn)行標(biāo)記，待測(cè)胰島素樣品與一定濃度的抗體溶液進(jìn)行免疫反應(yīng)，未結(jié)合的GOx抗體結(jié)合物捕獲在固定有胰島素的玻璃板上，通過(guò)庫(kù)侖法檢測(cè)已結(jié)合的胰島素-胰島素抗體即可得知樣品中所含胰島素的含量。中國(guó)科學(xué)院蔡林濤等人[22]構(gòu)建了一種新的熒光能量轉(zhuǎn)移模型，可用于檢測(cè)復(fù)雜人血漿中的胰島素含量。該模型使用近紅外量子點(diǎn)和氧化的碳納米顆粒作為能量供體和受體，傳感器可以直接在人血漿中檢測(cè)胰島素，且不會(huì)產(chǎn)生光學(xué)干擾。清華大學(xué)化學(xué)生物實(shí)驗(yàn)室[23]使用碳納米管來(lái)輔助胰島素檢測(cè)，其檢測(cè)過(guò)程如圖1-3b)所示。原始碳納米管的生物相容性和固有電導(dǎo)率使它們成為實(shí)現(xiàn)胰島素直接電化學(xué)和電催化的優(yōu)良生物傳感平臺(tái)，這種方法可以實(shí)現(xiàn)無(wú)需電極改性的胰島素檢測(cè)，并可以反復(fù)參與生物循環(huán)。a)利用免疫學(xué)檢測(cè)胰島素的原理圖[21]b)碳納米管輔助檢測(cè)胰島素過(guò)程[23]圖1-3胰島素檢測(cè)原理圖1.2.3血糖與胰島素耦合檢測(cè)的研究現(xiàn)狀葡萄糖和胰島素檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展雖然相對(duì)獨(dú)立，但由于二者耦合測(cè)定在糖尿病臨床診斷中的需求越來(lái)越大，相關(guān)學(xué)科的交叉研究也越來(lái)越多，因此近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究團(tuán)隊(duì)也嘗試研究了可用于葡萄糖和胰島素耦合檢測(cè)的技術(shù)和裝置。日本先進(jìn)科學(xué)研究所SuguruShiohara等人[24]提出了一種基于自動(dòng)化的小型免疫測(cè)定系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有可批量制造、成本低和即用即拋等特點(diǎn)，用于測(cè)量全血樣品中的葡萄糖和胰島素。微芯片由簡(jiǎn)單的微型隔膜泵和絲網(wǎng)印刷電極組成。芯片能夠執(zhí)行免疫分析的整個(gè)程序，包括樣品的裝載、清洗和試劑的裝載。不僅適用于糖尿病患者，也適用于一般人群。亞利桑那州立大學(xué)的JosephWang等人[25]描述了一種雙標(biāo)記生物免疫測(cè)定傳感器芯片，集成了基于酶和抗體的檢測(cè)方法，可同時(shí)進(jìn)行葡萄糖和胰島素的?

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3390910