本文關(guān)鍵詞：新型磁性碳量子點(diǎn)設(shè)計(jì)制備及其用于CTC檢測(cè)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(shì),可同時(shí)實(shí)現(xiàn)磁性分離、靶向識(shí)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(shí)現(xiàn)樣本精確操控的特點(diǎn),可以將磁性熒光標(biāo)記方法與微流控芯片技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)生化分析樣本的高靈敏度的分離和檢測(cè)。若能將磁性熒光納米粒與微流控芯片用于循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CT C)研究技術(shù),可同時(shí)實(shí)現(xiàn)循環(huán)腫瘤細(xì)胞的分離富集及檢測(cè),將有利于實(shí)現(xiàn)循環(huán)腫瘤細(xì)胞的準(zhǔn)確檢測(cè)和分析,提高腫瘤細(xì)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(jì)并制備了磁性碳量子點(diǎn)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(dá)58.6%的碳量子點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)靜電吸附法將制得的碳量子點(diǎn)組裝到納米四氧化三鐵顆粒表面,制備磁性碳量子點(diǎn)。采用電位儀,粒度分布及光譜儀對(duì)合成過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控;紅外光譜和TEM對(duì)磁性碳量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)形貌進(jìn)行表征。結(jié)果顯示磁性碳量子點(diǎn)粒徑在200 nm左右,光學(xué)性能穩(wěn)定,同時(shí)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(zhǎng)λEx=345nm,最大發(fā)射波長(zhǎng)λEm=432 nm;制得的磁性碳量子點(diǎn)在不同的激法波長(zhǎng)下可發(fā)出藍(lán),綠,紅三種熒光,且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞的熒光標(biāo)記。②采用自制磁性碳量子點(diǎn),基于細(xì)胞吞噬作用,對(duì)肝細(xì)胞L02進(jìn)行磁性熒光標(biāo)記,并對(duì)混懸細(xì)胞中肝癌細(xì)胞Hep G2進(jìn)行分離檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)通過(guò)MTT法,對(duì)自制碳量子點(diǎn)和磁性碳量子點(diǎn)進(jìn)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(biāo)記肝細(xì)胞L02,考查其相互作用情況,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):碳量子點(diǎn)和磁性碳量子點(diǎn)均標(biāo)記肝細(xì)胞L02的細(xì)胞質(zhì)部分,1 h即可完成熒光標(biāo)記;當(dāng)磁性碳量子點(diǎn)濃度≥60μg·m L-1,復(fù)合材料中碳量子點(diǎn)的層數(shù)n≥9時(shí),得到清晰的細(xì)胞熒光成像圖。依據(jù)磁分離原理,在外加磁場(chǎng)中,30 s即可完成混懸細(xì)胞中Hep G2細(xì)胞的分離,分離效率達(dá)到90.3%。結(jié)果顯示,所設(shè)計(jì)制備的磁性碳量子點(diǎn)可以有效用于細(xì)胞的標(biāo)記分離及檢測(cè)。③基于磁分離原理,設(shè)計(jì)制作了用于循環(huán)腫瘤細(xì)胞磁分離的玻璃-PDMS復(fù)合微流控芯片,并對(duì)其測(cè)試條件進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)優(yōu)化。以免疫標(biāo)記法實(shí)現(xiàn)磁性碳量子點(diǎn)探針對(duì)Hep G2細(xì)胞的標(biāo)記,利用玻璃-PDMS復(fù)合芯片進(jìn)行目標(biāo)Hep G2細(xì)胞的在線磁分離和熒光檢測(cè)。優(yōu)化比率為104濃度細(xì)胞需加入100μg·m L-1的免疫磁性碳量子點(diǎn)探針標(biāo)記,優(yōu)化捕獲流速為16μL·min-1。在2個(gè)·m L~25個(gè)·m L-1的濃度范圍內(nèi),Hep G2細(xì)胞的濃度與熒光值呈線性關(guān)系。利用該方法對(duì)混懸樣中的Hep G2細(xì)胞進(jìn)行分離檢測(cè),捕獲率達(dá)82.0%。④針對(duì)循環(huán)腫瘤細(xì)胞的檢測(cè)需求,自主設(shè)計(jì)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(xì)胞分析芯片。通過(guò)優(yōu)化分離檢測(cè)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(shí)可實(shí)現(xiàn)Hep G2細(xì)胞的有效分離。進(jìn)而,建立了基于微流控MOFF/DEP細(xì)胞分析芯片分離-熒光檢測(cè)微系統(tǒng)的CTC分離檢測(cè)方法。利用該方法對(duì)血樣中的Hep G2細(xì)胞進(jìn)行分離檢測(cè),分離率達(dá)95.0%。所搭建的微系統(tǒng)極大縮小了檢測(cè)系統(tǒng)的體積,為實(shí)現(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)的微型化和集成化提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：磁性碳量子點(diǎn) 細(xì)胞成像 循環(huán)腫瘤細(xì)胞 微流控細(xì)胞分析芯片
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：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(jìn)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(biāo)記材料15-16
• 1.3 碳量子點(diǎn)的研究進(jìn)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(yùn)輸23-24
• 1.4.3 DNA和蛋白質(zhì)的檢測(cè)分離24
• 1.5 芯片上細(xì)胞磁分離捕獲和原位熒光檢測(cè)24-27
• 1.5.1 細(xì)胞的磁性納米標(biāo)記和磁分離捕獲及原位檢測(cè)24-25
• 1.5.2 細(xì)胞熒光納米標(biāo)記及其芯片上在線檢測(cè)25-27
• 1.6 研究意義及主要研究?jī)?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?jī)?nèi)容28-30
• 2 磁性碳量子點(diǎn)設(shè)計(jì)制備研究30-52
• 2.1 引言30
• 2.2 磁性碳量子點(diǎn)設(shè)計(jì)30-31
• 2.3 微波輔助水熱法合成碳量子點(diǎn)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(diǎn)32
• 2.3.5 碳量子點(diǎn)的光譜性能表征32-35
• 2.3.6 熒光產(chǎn)率的計(jì)算35-37
• 2.3.7 碳量子點(diǎn)的形貌結(jié)構(gòu)表征37-38
• 2.3.8 碳量子點(diǎn)的穩(wěn)定性考察38-41
• 2.3.9 碳量子點(diǎn)標(biāo)記細(xì)胞41
• 2.4 自組裝法制備磁性碳量子點(diǎn)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(diǎn)42-43
• 2.4.5 磁性碳量子點(diǎn)的形貌結(jié)構(gòu)表征43-45
• 2.4.6 磁性碳量子點(diǎn)的光學(xué)性能表征45-49
• 2.4.7 磁性碳量子點(diǎn)標(biāo)記細(xì)胞49-50
• 2.5 本章小結(jié)50-52
• 3 磁性碳量子點(diǎn)與細(xì)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(diǎn)與磁性碳量子點(diǎn)的細(xì)胞毒性測(cè)定53-54
• 3.4 碳量子點(diǎn)與磁性碳量子點(diǎn)分別與L02 細(xì)胞作用條件的優(yōu)化54-58
• 3.4.1 磁性碳量子點(diǎn)層數(shù)的優(yōu)化54-55
• 3.4.2 磁性碳量子點(diǎn)與L02 細(xì)胞作用濃度的優(yōu)化55-56
• 3.4.3 碳量子點(diǎn)與L02 細(xì)胞作用時(shí)間的優(yōu)化56-58
• 3.5 磁性碳量子點(diǎn)標(biāo)記HepG2 細(xì)胞的表征及標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立58-59
• 3.5.1 磁性碳量子點(diǎn)標(biāo)記HepG2 細(xì)胞的表征58-59
• 3.5.2 磁性碳量子點(diǎn)標(biāo)記HepG2 細(xì)胞標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立59
• 3.6 混懸細(xì)胞液中HepG2 細(xì)胞的測(cè)定59-60
• 3.7 本章小結(jié)60-62
• 4 磁性碳量子點(diǎn)免疫標(biāo)記CTC及其芯片檢測(cè)初探62-86
• 4.1 引言62
• 4.2 微流控芯片設(shè)計(jì)制作及檢測(cè)系統(tǒng)的搭建62-71
• 4.2.1 玻璃-PDMS微流控芯片的設(shè)計(jì)62-63
• 4.2.2 微流控MOFF-DEP細(xì)胞分離檢測(cè)芯片的設(shè)計(jì)63-68
• 4.2.3 芯片的制作加工68-70
• 4.2.4 芯片檢測(cè)微系統(tǒng)的構(gòu)建70-71
• 4.3 CTCs-磁性碳量子點(diǎn)免疫標(biāo)記及玻璃-PDMS微流控芯片檢測(cè)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(diǎn)免疫探針（Anti-MCQDs）的制備72-73
• 4.3.5 檢測(cè)Anti-MCQDs免疫標(biāo)記肝癌細(xì)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(jìn)樣流速的優(yōu)化74-76
• 4.3.7 標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立76
• 4.3.8 血液樣本中腫瘤細(xì)胞(CTC)捕獲-檢測(cè)76-77
• 4.4 CTC-碳量子點(diǎn)標(biāo)記及MOFF-DEP細(xì)胞分離檢測(cè)芯片檢測(cè)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(xì)胞(CTC)捕獲-檢測(cè)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(xiàn)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(xiàng)目98

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本文編號(hào)：351261