本文關(guān)鍵詞：貴金屬—多孔硅芯片對(duì)MALDI-TOF-MS的信號(hào)增強(qiáng)作用及其應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：血清中的低分子量物質(zhì)中含有大量可用于疾病診斷的生物標(biāo)志物。這些生物標(biāo)志物主要為肽類標(biāo)志物。目前對(duì)人類血清中肽類生物標(biāo)志物的分析鑒定已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)研究的熱門領(lǐng)域。然而由于血清中肽段的含量很低,且有大量共存的高豐度大蛋白,因此很難通過質(zhì)譜技術(shù)直接檢測(cè)血清獲得高質(zhì)量的肽指紋圖譜。因而,去除高分子量蛋白的干擾并提高樣品分子在基質(zhì)輔助激光解吸離子化飛行時(shí)間質(zhì)譜(MALDI-TOF-MS)中的解吸離子化效率,成為當(dāng)前肽組學(xué)研究中急需的技術(shù)。多孔硅具有大的比表面積和良好的尺寸排阻效應(yīng),可以有效地富集血清中的低分子量物質(zhì)。此外,當(dāng)其與貴金屬納米顆粒復(fù)合在一起時(shí),構(gòu)成了貴金屬-半導(dǎo)體接觸界面,該復(fù)合材料不僅具有局域表面等離子共振效應(yīng),同時(shí)在光照時(shí)能提高二者之間的電荷轉(zhuǎn)移能力,有利于MALDI的解吸離子化�；谫F金屬-多孔硅半導(dǎo)體材料獨(dú)特的物理、化學(xué)性質(zhì),本文初步探索了其對(duì)MALDI離子化效率的提高效果以及其在血清低分子物質(zhì)分析中的應(yīng)用。 (1)綜述了肽組學(xué)研究的重要意義,以及生物質(zhì)譜技術(shù)在肽組學(xué)研究中的應(yīng)用。介紹了介孔材料在蛋白質(zhì)富集方面的研究現(xiàn)狀以及影響MALDI離子化效率的因素。綜述了貴金屬納米顆粒以及半導(dǎo)體復(fù)合材料的光電性質(zhì)及其應(yīng)用。 (2)本文基于多孔硅的尺寸排阻效應(yīng)及其半導(dǎo)體特性,結(jié)合了貴金屬納米顆粒獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì),研發(fā)了一種新型的MALDI樣品靶——金納米顆粒修飾的多孔硅芯片。通過胰島素模型樣本探索了該芯片對(duì)檢測(cè)信號(hào)的增強(qiáng)效果并用辣根過氧化物酶(HRP)的胰酶酶解液和牛血清白蛋白(BSA)的混合樣本對(duì)人體的血液環(huán)境進(jìn)行了模擬,驗(yàn)證了該芯片材料對(duì)大分子量蛋白的排阻效應(yīng)以及對(duì)低豐度小分子物質(zhì)的檢測(cè)效果。此外,還將此技術(shù)應(yīng)用于結(jié)直腸癌生物標(biāo)志物的臨床分析檢測(cè)中。結(jié)果表明,點(diǎn)在此芯片上的血清樣品可以通過MALDI-TOF-MS技術(shù)直接檢測(cè),并獲得較高保真度的肽指紋圖譜,聯(lián)用統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件聚類分析得到正常人和癌癥病人的區(qū)分度為80%,體現(xiàn)了該芯片材料在肽組學(xué)研究中的潛在應(yīng)用。 (3)本文基于貴金屬-半導(dǎo)體材料的獨(dú)特性質(zhì),制備了鈀納米顆粒修飾的多孔硅芯片,研究了該樣品靶對(duì)血清中肽段檢測(cè)性能的提高效果,并系統(tǒng)探索了其對(duì)MALDI檢測(cè)信號(hào)的增強(qiáng)機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)多孔硅具有很好的尺寸排除作用,可有效地抑制大蛋白的干擾,對(duì)小分子物質(zhì)進(jìn)行富集,并且多孔硅基底提高了表面粗糙度,有利于基質(zhì)的分散并形成均勻的結(jié)晶,提高了MALDI的檢測(cè)性能和重復(fù)性；鈀納米顆粒的局域表面等離子共振效應(yīng)可以提高其對(duì)激光能量的吸收能力,并傳遞給樣品,促進(jìn)樣品分子的解吸離子化；鈀納米顆粒與多孔硅半導(dǎo)體之間產(chǎn)生電荷轉(zhuǎn)移現(xiàn)象,鈀納米顆粒中的電子傳遞給了半導(dǎo)體,并與多孔硅中的空穴復(fù)合,使得大量的正電荷積累在鈀納米顆粒的表面,對(duì)正離子檢測(cè)模式下低分子量物質(zhì)的解吸具有促進(jìn)作用。
【關(guān)鍵詞】：多孔硅貴金屬納米顆粒 等離子體納米結(jié)構(gòu) 低分子量肽段 激光解吸離子化 信號(hào)增強(qiáng)
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O657.63;R318.08
【目錄】：

• 致謝6-7
• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 目錄11-13
• 縮略語(yǔ)說明13-14
• 第一章 綜述14-32
• 1.1 肽組學(xué)14-16
• 1.1.1 肽組學(xué)的研究意義14-15
• 1.1.2 肽組學(xué)的研究技術(shù)15-16
• 1.2 生物質(zhì)譜技術(shù)在肽組學(xué)中的應(yīng)用16-24
• 1.2.1 基質(zhì)輔助激光解吸離子化質(zhì)譜17-19
• 1.2.2 表面增強(qiáng)激光解吸離子化質(zhì)譜19-20
• 1.2.3 表面輔助激光解吸離子化質(zhì)譜20-21
• 1.2.4 多孔硅上的解吸離子化質(zhì)譜21-22
• 1.2.5 納米結(jié)構(gòu)引發(fā)劑質(zhì)譜22-24
• 1.3 多孔納米材料在肽組學(xué)中的應(yīng)用24-27
• 1.3.1 有序介孔硅材料24-26
• 1.3.2 有序介孔碳材料26-27
• 1.4 MALDI的信號(hào)增強(qiáng)機(jī)理27-28
• 1.4.1 MALDI的離子化機(jī)理27-28
• 1.4.2 影響MALDI離子化的因素28
• 1.5 貴金屬與半導(dǎo)體復(fù)合納米材料28-31
• 1.6 課題研究主要內(nèi)容31-32
• 第二章 金納米顆粒修飾的多孔硅芯片對(duì)MALDI-TOF-MS的信號(hào)增強(qiáng)及應(yīng)用32-54
• 2.1 引言32-33
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分33-41
• 2.2.1 儀器和試劑33-36
• 2.2.2 PSi-GNPs芯片的制備及表征36-39
• 2.2.2.1 PSi-GNPs基底制備36-37
• 2.2.2.2 PDMS陣列制備37-38
• 2.2.2.3 PSi-GNPs芯片陣列制備38
• 2.2.2.4 PSi-GNPs芯片的表征38-39
• 2.2.3 質(zhì)譜分析39-41
• 2.2.3.1 MALDI靶基底的制備40-41
• 2.2.3.2 MALDI-TOF-MS分析檢測(cè)41
• 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論41-52
• 2.3.1 PSi-GNPs芯片在MALDI-TOF檢測(cè)中對(duì)肽段質(zhì)譜信號(hào)的影響41-42
• 2.3.2 PSi-GNPs芯片的信號(hào)增強(qiáng)機(jī)理42-43
• 2.3.3 PSi-GNPs芯片的結(jié)構(gòu)優(yōu)化43-47
• 2.3.4 PSi-GNPs芯片對(duì)HRP酶解液-BSA混合樣本中肽段的檢測(cè)47-49
• 2.3.5 PSi-GNPs芯片對(duì)血清樣本的肽指紋圖譜檢測(cè)49-50
• 2.3.6 PSi-GNPs芯片對(duì)癌癥患者的聚類分析50-52
• 2.4 結(jié)論與展望52-54
• 2.4.1 本章小結(jié)52
• 2.4.2 研究展望52-54
• 第三章 鈀納米顆粒修飾的多孔硅芯片對(duì)MALDI解吸離子化過程的增強(qiáng)機(jī)理研究及應(yīng)用54-75
• 3.1 引言54
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分54-60
• 3.2.1 儀器和試劑54-57
• 3.2.2 Pd-PSi芯片的制備及表征57-59
• 3.2.2.1 Pd-PSi基底制備57
• 3.2.2.2 PDMS陣列制備57-58
• 3.2.2.3 Pd-PSi芯片陣列制備58
• 3.2.2.4 Pd-PSi芯片的表征58-59
• 3.2.3 MALDI-TOF-MS分析檢測(cè)59-60
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論60-73
• 3.3.1 Pd-PSi芯片對(duì)血清中小分子物質(zhì)的選擇性增強(qiáng)60-63
• 3.3.2 Pd-PSi芯片的增強(qiáng)機(jī)理63-69
• 3.3.2.1 Pd-PSi芯片的富集作用63
• 3.3.2.2 鈀納米顆粒的表面等離子共振效應(yīng)63-66
• 3.3.2.3 Pd-PSi芯片的電荷轉(zhuǎn)移效應(yīng)66-69
• 3.3.3 Pd-PSi芯片的結(jié)構(gòu)優(yōu)化69-71
• 3.3.4 Pd-PSi芯片對(duì)癌癥患者的聚類分析71-73
• 3.4 結(jié)論與展望73-75
• 3.4.1 本章小結(jié)73-74
• 3.4.2 研究展望74-75
• 第四章 總結(jié)與展望75-77
• 4.1 總結(jié)75
• 4.2 展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-90
• 作者在攻讀碩士期間的主要工作90

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