本文關(guān)鍵詞：新型磁性碳量子點設(shè)計制備及其用于CTC檢測研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：磁性熒光納米材料具有磁性材料及熒光材料的優(yōu)勢,可同時實現(xiàn)磁性分離、靶向識別、熒光成像及磁共振成像等多種功能,具有很好的應(yīng)用前景,已經(jīng)受到眾多科研領(lǐng)域尤其是生化分析領(lǐng)域研究者的高度關(guān)注,但在生物毒性和生物相容性方面有待提高。由于微流控芯片技術(shù)具有在微納尺寸下實現(xiàn)樣本精確操控的特點,可以將磁性熒光標記方法與微流控芯片技術(shù)相結(jié)合,實現(xiàn)生化分析樣本的高靈敏度的分離和檢測。若能將磁性熒光納米粒與微流控芯片用于循環(huán)腫瘤細胞(CT C)研究技術(shù),可同時實現(xiàn)循環(huán)腫瘤細胞的分離富集及檢測,將有利于實現(xiàn)循環(huán)腫瘤細胞的準確檢測和分析,提高腫瘤細胞的操控技術(shù)。本文的主要研究工作及結(jié)果如下:①設(shè)計并制備了磁性碳量子點納米粒。以明膠為碳源,乙二醇為分散劑,采用微波輔助水熱法合成了熒光產(chǎn)率高達58.6%的碳量子點。在此基礎(chǔ)上,通過靜電吸附法將制得的碳量子點組裝到納米四氧化三鐵顆粒表面,制備磁性碳量子點。采用電位儀,粒度分布及光譜儀對合成過程進行監(jiān)控;紅外光譜和TEM對磁性碳量子點結(jié)構(gòu)形貌進行表征。結(jié)果顯示磁性碳量子點粒徑在200 nm左右,光學(xué)性能穩(wěn)定,同時具有上轉(zhuǎn)換和下轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光特性,其最大激發(fā)波長λEx=345nm,最大發(fā)射波長λEm=432 nm;制得的磁性碳量子點在不同的激法波長下可發(fā)出藍,綠,紅三種熒光,且可以實現(xiàn)對細胞的熒光標記。②采用自制磁性碳量子點,基于細胞吞噬作用,對肝細胞L02進行磁性熒光標記,并對混懸細胞中肝癌細胞Hep G2進行分離檢測。實驗通過MTT法,對自制碳量子點和磁性碳量子點進行毒性考查,發(fā)現(xiàn)這兩種納米材料具有生物毒性低,生物相容性好的特性。用兩種納米材料標記肝細胞L02,考查其相互作用情況,實驗發(fā)現(xiàn):碳量子點和磁性碳量子點均標記肝細胞L02的細胞質(zhì)部分,1 h即可完成熒光標記;當磁性碳量子點濃度≥60μg·m L-1,復(fù)合材料中碳量子點的層數(shù)n≥9時,得到清晰的細胞熒光成像圖。依據(jù)磁分離原理,在外加磁場中,30 s即可完成混懸細胞中Hep G2細胞的分離,分離效率達到90.3%。結(jié)果顯示,所設(shè)計制備的磁性碳量子點可以有效用于細胞的標記分離及檢測。③基于磁分離原理,設(shè)計制作了用于循環(huán)腫瘤細胞磁分離的玻璃-PDMS復(fù)合微流控芯片,并對其測試條件進行了實驗優(yōu)化。以免疫標記法實現(xiàn)磁性碳量子點探針對Hep G2細胞的標記,利用玻璃-PDMS復(fù)合芯片進行目標Hep G2細胞的在線磁分離和熒光檢測。優(yōu)化比率為104濃度細胞需加入100μg·m L-1的免疫磁性碳量子點探針標記,優(yōu)化捕獲流速為16μL·min-1。在2個·m L~25個·m L-1的濃度范圍內(nèi),Hep G2細胞的濃度與熒光值呈線性關(guān)系。利用該方法對混懸樣中的Hep G2細胞進行分離檢測,捕獲率達82.0%。④針對循環(huán)腫瘤細胞的檢測需求,自主設(shè)計了集成多孔流分離通道(MOFF)和介電電泳(DEP)分離捕獲的微流控MOFF-DEP細胞分析芯片。通過優(yōu)化分離檢測條件,在流速為80μL·min-1;陣列叉指電極激發(fā)電壓選擇為5 V,激發(fā)頻率1MHz;拋物線電極激發(fā)電壓選擇為5 V,激發(fā)頻率40 k Hz時可實現(xiàn)Hep G2細胞的有效分離。進而,建立了基于微流控MOFF/DEP細胞分析芯片分離-熒光檢測微系統(tǒng)的CTC分離檢測方法。利用該方法對血樣中的Hep G2細胞進行分離檢測,分離率達95.0%。所搭建的微系統(tǒng)極大縮小了檢測系統(tǒng)的體積,為實現(xiàn)檢測系統(tǒng)的微型化和集成化提供了實驗基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：磁性碳量子點 細胞成像 循環(huán)腫瘤細胞 微流控細胞分析芯片
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R943;TB383.1
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 緒論10-30
• 1.1 引言10-11
• 1.2 磁性熒光納米材料的研究進展11-16
• 1.2.1 溶膠凝膠法11-12
• 1.2.2 聚合物包埋法12-14
• 1.2.3 自組裝法14-15
• 1.2.4 用于制備磁性熒光復(fù)合材料的熒光標記材料15-16
• 1.3 碳量子點的研究進展16-21
• 1.3.1 激光銷蝕法17
• 1.3.2 硝酸氧化法17-18
• 1.3.3 模板法18-19
• 1.3.4 反膠束法19-20
• 1.3.5 水熱合成法20-21
• 1.4 磁性熒光納米材料的應(yīng)用21-24
• 1.4.1 生物成像21-23
• 1.4.2 藥物運輸23-24
• 1.4.3 DNA和蛋白質(zhì)的檢測分離24
• 1.5 芯片上細胞磁分離捕獲和原位熒光檢測24-27
• 1.5.1 細胞的磁性納米標記和磁分離捕獲及原位檢測24-25
• 1.5.2 細胞熒光納米標記及其芯片上在線檢測25-27
• 1.6 研究意義及主要研究內(nèi)容27-30
• 1.6.1 研究目的與意義27-28
• 1.6.2 研究工作的技術(shù)路線28
• 1.6.3 主要研究內(nèi)容28-30
• 2 磁性碳量子點設(shè)計制備研究30-52
• 2.1 引言30
• 2.2 磁性碳量子點設(shè)計30-31
• 2.3 微波輔助水熱法合成碳量子點31-41
• 2.3.1 儀器與設(shè)備31
• 2.3.2 藥品與試劑31-32
• 2.3.3 溶液配制及樣本制備32
• 2.3.4 微波輔助水熱法制備碳量子點32
• 2.3.5 碳量子點的光譜性能表征32-35
• 2.3.6 熒光產(chǎn)率的計算35-37
• 2.3.7 碳量子點的形貌結(jié)構(gòu)表征37-38
• 2.3.8 碳量子點的穩(wěn)定性考察38-41
• 2.3.9 碳量子點標記細胞41
• 2.4 自組裝法制備磁性碳量子點41-50
• 2.4.1 儀器與設(shè)備41-42
• 2.4.2 藥品與試劑42
• 2.4.3 溶液的配制42
• 2.4.4 自組裝法制備磁性碳量子點42-43
• 2.4.5 磁性碳量子點的形貌結(jié)構(gòu)表征43-45
• 2.4.6 磁性碳量子點的光學(xué)性能表征45-49
• 2.4.7 磁性碳量子點標記細胞49-50
• 2.5 本章小結(jié)50-52
• 3 磁性碳量子點與細胞相互作用研究52-62
• 3.1 引言52
• 3.2 試劑和儀器52-53
• 3.2.1 儀器與設(shè)備52
• 3.2.2 藥品與試劑52
• 3.2.3 溶液的配制52-53
• 3.3 碳量子點與磁性碳量子點的細胞毒性測定53-54
• 3.4 碳量子點與磁性碳量子點分別與L02 細胞作用條件的優(yōu)化54-58
• 3.4.1 磁性碳量子點層數(shù)的優(yōu)化54-55
• 3.4.2 磁性碳量子點與L02 細胞作用濃度的優(yōu)化55-56
• 3.4.3 碳量子點與L02 細胞作用時間的優(yōu)化56-58
• 3.5 磁性碳量子點標記HepG2 細胞的表征及標準曲線的建立58-59
• 3.5.1 磁性碳量子點標記HepG2 細胞的表征58-59
• 3.5.2 磁性碳量子點標記HepG2 細胞標準曲線的建立59
• 3.6 混懸細胞液中HepG2 細胞的測定59-60
• 3.7 本章小結(jié)60-62
• 4 磁性碳量子點免疫標記CTC及其芯片檢測初探62-86
• 4.1 引言62
• 4.2 微流控芯片設(shè)計制作及檢測系統(tǒng)的搭建62-71
• 4.2.1 玻璃-PDMS微流控芯片的設(shè)計62-63
• 4.2.2 微流控MOFF-DEP細胞分離檢測芯片的設(shè)計63-68
• 4.2.3 芯片的制作加工68-70
• 4.2.4 芯片檢測微系統(tǒng)的構(gòu)建70-71
• 4.3 CTCs-磁性碳量子點免疫標記及玻璃-PDMS微流控芯片檢測71-77
• 4.3.1 儀器及設(shè)備71
• 4.3.2 藥品及試劑71-72
• 4.3.3 溶液的配制72
• 4.3.4 磁性碳量子點免疫探針（Anti-MCQDs）的制備72-73
• 4.3.5 檢測Anti-MCQDs免疫標記肝癌細胞HepG2 的濃度比例優(yōu)化73-74
• 4.3.6 玻璃-PDMS芯片捕獲CTC-Anti-MCQDs進樣流速的優(yōu)化74-76
• 4.3.7 標準曲線的建立76
• 4.3.8 血液樣本中腫瘤細胞(CTC)捕獲-檢測76-77
• 4.4 CTC-碳量子點標記及MOFF-DEP細胞分離檢測芯片檢測77-84
• 4.4.1 設(shè)備和儀器77
• 4.4.2 藥品和試劑77
• 4.4.3 溶液的配制77-78
• 4.4.4 流速的優(yōu)化78-79
• 4.4.5 捕獲電壓及頻率的優(yōu)化79-82
• 4.4.6 血液樣本中腫瘤細胞(CTC)捕獲-檢測82-84
• 4.5 本章小結(jié)84-86
• 5 結(jié)論與展望86-90
• 5.1 結(jié)論86-87
• 5.2 展望87-90
• 致謝90-92
• 參考文獻92-98
• 附錄98
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄98
• B. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目98

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2 王富;劉春艷;;發(fā)光碳量子點的合成及應(yīng)用[J];影像科學(xué)與光化學(xué);2011年04期

3 伊魁宇;王猛;邵明云;;量子點作為離子探針的分析應(yīng)用[J];廣州化工;2012年11期

4 羅慧;李曦;方婷婷;劉鵬;;量子點的毒性研究進展[J];材料導(dǎo)報;2013年19期

5 田瑞雪;武玲玲;趙清;胡勝亮;楊金龍;;碳量子點的氨基化及其對發(fā)光性能的影響[J];化工新型材料;2014年01期

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本文編號：351261