應(yīng)用SERS和免泵微流控芯片進行前列腺癌標記物的痕量檢測
發(fā)布時間:2020-06-13 03:05
【摘要】:前列腺癌是源發(fā)于前列腺的一種惡性腫瘤,是男性最常見的惡性腫瘤之一。目前治療手段多以口服激素類小分子藥和化療為主。前列腺癌癥在早期階段,通過放射性粒子植入、根治性前列腺切除術(shù)、根治性外放射治療,可以進行有效的治療和控制。一旦病情進入晚期或者癌細胞轉(zhuǎn)移后,基本無法治愈。在2016年的調(diào)查中,發(fā)現(xiàn)中國有12萬新發(fā)前列腺癌患者。這個趨勢下,預(yù)計到2030年,中國新發(fā)前列腺癌患者人數(shù)將達到23.7萬人,這一領(lǐng)域存在極大診斷與治療需求。由于表面增強拉曼(SERS)檢測技術(shù)能夠提供超靈敏的生物化學信息,得以讓研究人員得到更加準確的分子信息,其已成為一種有前景光譜技術(shù)。針對目前前列腺癌早期篩查方法在不同程度上存在著需要大型儀器、操作步驟復(fù)雜、耗時較長、成本高昂等問題,本課題研究了一種新的基于SERS的免泵微流控芯片的免疫分析技術(shù),用于快速分析前列腺抗體標記物,來解決目前前列腺癌早期篩查中存在的問題。首先,以SERS探針為信號源,以微米磁珠為免疫反應(yīng)洗脫基底,對二者進行對應(yīng)抗體的生物鉸鏈,與待測前列腺特異性抗原(Prostate Specific Antigen,PSA)共同組成免疫檢測的“三明治”夾心結(jié)構(gòu)。其次,在微流控芯片制備完成后,我們對微流控芯片進行了親水性處理,它大大減小了微流控檢測系統(tǒng)的尺寸并提高了便攜性。親水性的作用下,使得PSA抗原標記物和磁珠(MB)在芯片內(nèi)自動流動,通過環(huán)形通道的作用,將試劑充分的混合,并通過芯片上的梯形通道加速了它們在整個通道中的反應(yīng)。通過實驗驗證,這種基于芯片的免疫分析可以在5分鐘內(nèi)完成,無需人工孵化和重型注射泵。在對PSA抗原標記物的痕量檢測中,信號從數(shù)百個磁珠免疫復(fù)合物中采集得到的總體平均信號。檢測限達到0.01 ng mL~(-1),低于臨床檢測參考值近2個數(shù)量級。它是鑒別前列腺癌和其他與前列腺有關(guān)疾病的一種有用的篩選試驗。本項目的預(yù)期成果對于實現(xiàn)前列腺癌早期篩查和診斷的高特異性、快速準確以及現(xiàn)場檢測具有十分重要的意義。
【圖文】:
第一章 緒論第一章 緒論曼散射拉曼光譜是由印度科學家拉曼(C.V.Raman)于 1928 年首次在 CCL中發(fā)現(xiàn)的。他發(fā)現(xiàn)當光與分子相互作用后,一部分光的波長發(fā)生變對這些頻率的變化量進行探究發(fā)現(xiàn),頻率的變化量只與分子的結(jié)這是對分子結(jié)構(gòu)研究的一大進步。在 1930 年拉曼獲得了這一年度物理學獎,,這種效應(yīng)被命名為拉曼效應(yīng)(Raman 散射)。
圖 1.2 拉曼散射原理示意圖Fig 1.2 Schematic diagram of Raman scattering principle.2 拉曼光譜拉曼光譜是一種散射光譜,基于拉曼散射效應(yīng),不同種類的原子團結(jié)構(gòu)不同,導(dǎo)致振動的方式是不同的,會散射出不同頻率的光。拉曼取決于散射物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)特性,因此,分析拉曼光譜是對與入射光不同的散射光譜進行分析以得到分子振動、轉(zhuǎn)動方面信息,并應(yīng)用于結(jié)構(gòu)研究的一種分析方法。拉曼光譜是研究生物大分子的有力手段,水的拉曼光譜很弱、譜圖又很簡單,故拉曼光譜可以在接近自然狀態(tài)性狀態(tài)下來研究生物大分子的結(jié)構(gòu)及其變化[3]。有些生物大分子的拉曼散射很弱,拉曼光譜通常不夠靈敏,但利用或表面增強拉曼技術(shù)就可以大大加強拉曼光譜的靈敏度。表面增強拉譜學(Surface-Enhanced Raman Scattering,SERS)已成為拉曼光譜研究的一個領(lǐng)域。
【學位授予單位】:合肥工業(yè)大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2019
【分類號】:R737.25;O657.37
本文編號:2710540
【圖文】:
第一章 緒論第一章 緒論曼散射拉曼光譜是由印度科學家拉曼(C.V.Raman)于 1928 年首次在 CCL中發(fā)現(xiàn)的。他發(fā)現(xiàn)當光與分子相互作用后,一部分光的波長發(fā)生變對這些頻率的變化量進行探究發(fā)現(xiàn),頻率的變化量只與分子的結(jié)這是對分子結(jié)構(gòu)研究的一大進步。在 1930 年拉曼獲得了這一年度物理學獎,,這種效應(yīng)被命名為拉曼效應(yīng)(Raman 散射)。
圖 1.2 拉曼散射原理示意圖Fig 1.2 Schematic diagram of Raman scattering principle.2 拉曼光譜拉曼光譜是一種散射光譜,基于拉曼散射效應(yīng),不同種類的原子團結(jié)構(gòu)不同,導(dǎo)致振動的方式是不同的,會散射出不同頻率的光。拉曼取決于散射物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)特性,因此,分析拉曼光譜是對與入射光不同的散射光譜進行分析以得到分子振動、轉(zhuǎn)動方面信息,并應(yīng)用于結(jié)構(gòu)研究的一種分析方法。拉曼光譜是研究生物大分子的有力手段,水的拉曼光譜很弱、譜圖又很簡單,故拉曼光譜可以在接近自然狀態(tài)性狀態(tài)下來研究生物大分子的結(jié)構(gòu)及其變化[3]。有些生物大分子的拉曼散射很弱,拉曼光譜通常不夠靈敏,但利用或表面增強拉曼技術(shù)就可以大大加強拉曼光譜的靈敏度。表面增強拉譜學(Surface-Enhanced Raman Scattering,SERS)已成為拉曼光譜研究的一個領(lǐng)域。
【學位授予單位】:合肥工業(yè)大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2019
【分類號】:R737.25;O657.37
【參考文獻】
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本文編號:2710540
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