近年來,惡性腫瘤成為威脅人類健康安全的一大重要因素。循環(huán)腫瘤細胞（CTCs）以及外泌體（Exosomes）作為典型的癌癥生物標(biāo)志物,為腫瘤的分子診斷和監(jiān)測提供了新思路。本課題開發(fā)了一種基于表面增強拉曼（SERS）和光致電化學(xué)（PEC）技術(shù)以實現(xiàn)對循環(huán)腫瘤細胞和外泌體檢測的方法。（1）基于拉曼探針在敏感SERS分析中起著至關(guān)重要的作用,通過靜電作用將金納米顆粒組裝在DNA三棱錐結(jié)構(gòu)中（TP-Au NPs）,開發(fā)了一種新型的拉曼探針,這種具有強烈電磁熱點的探針可以顯著增強拉曼散射。通過在TP-DNA的頂端上組裝識別DNA,使得識別結(jié)果是確定的和可設(shè)計的。利用透射電鏡（TEM）及原子力顯微鏡（AFM）等對探針進行了表征,并研究了其SERS的優(yōu)越性能。（2）分別選取CTCs和外泌體作為典型目標(biāo)物,然后利用所合成的新型探針對其進行了檢測。在檢測CTCs過程中,將EpCAM適體鏈用作識別元件,在最佳實驗條件下可以在過量的HEK-293T細胞中檢測到5-100000 cells/mL MCF-7細胞,并且能夠在未富集的人外周血中觀察到3-500 cells/m L CTCs的線性范圍。對于外泌體的檢... 

【文章來源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

（a）拉曼，（b）局部表面等離子體共振（LSPR）和（c）SERS增強的示意圖

青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文3勢有效地研究SERS機理，這為該項目的理論驗證實驗設(shè)計提供了一種途徑。圖1-2半導(dǎo)體增強拉曼散射的示意圖。Fig.1-2Schematicofsemiconductor-enhancedRamanscattering.為了更深入地了解電子轉(zhuǎn)移機理，Guo等人提出了一種夾心結(jié)構(gòu)，以觀察半導(dǎo)體與探針分子之間的SERS效果[8]。利用TiO2-4-巰基苯甲酸（MBA）-CdS和CdS-MBA-TiO2兩種不同結(jié)構(gòu)，探索了基于SERS的TiO2和CdS納米粒子之間的電子轉(zhuǎn)移過程。4-MBA被用作CdS和TiO2納米粒子之間的接頭和探針分子，表現(xiàn)出拉曼強度和拉曼位移的明顯變化。由于對MBA分子的偶極矩的影響，兩種不同的結(jié)構(gòu)獲得了不同的化學(xué)增強效果。1.1.3.2金屬/半導(dǎo)體復(fù)合基底單一納米材料的性能有局限性，因此復(fù)合材料已被開發(fā)并具有相當(dāng)高的應(yīng)用價值。與單一納米材料相比，由兩種以上材料組成的復(fù)合材料性能大大提高，應(yīng)用價值提高，應(yīng)用領(lǐng)域更加廣闊。因此，貴金屬和半導(dǎo)體復(fù)合材料的開發(fā)可以擴展SERS技術(shù)的理論和應(yīng)用發(fā)展。新型復(fù)合SERS活性基底的設(shè)計和開發(fā)對SERS的理論和應(yīng)用研究都是有益的。貴金屬已經(jīng)與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體材料復(fù)合，并且由于其相對簡單的回收和出色的性能而成為SERS研究的熱點。在貴金屬-半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，貴金屬在可見光區(qū)域表現(xiàn)出很強的SPR效應(yīng)，可以擴大光吸收。同時，貴金屬通常具有比半導(dǎo)體低的費米能級，它們可以促進光生電子和空穴的分離效果，進而有助于提高金屬之間的電子轉(zhuǎn)移效率。為擴大SERS的適用性，研究人員利用金屬/半導(dǎo)體復(fù)合材料作為SERS基底，觀察吸附在半導(dǎo)體表面探針分子的SERS信號。設(shè)計了一系列用于研究CE的系統(tǒng)，包括Ag/CuO納米復(fù)合材料和Ag/4-MPH/TiO2復(fù)合物，Au/ZnO/PATP/Ag和TiO2-MBA-Au等[9]。如圖1-3所示，在Cu/ZnO/PATP/Ag組裝中，發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)與材?

循環(huán)腫瘤細胞及外泌體的檢測4制備用于醫(yī)學(xué)檢測的高活性SERS基底，而且還可以用于磁性和光降解等方面。圖1-3Cu/ZnO/PATP/Ag系統(tǒng)增強拉曼散射的示意圖。Fig.1-3SchematicdiagramofCu/ZnO/PATP/AgsystemenhancedRamanscatteringZhao的小組通過金屬與半導(dǎo)體（TiO2，ZnO，CuO等）之間的直接接觸界面研究了SERS效應(yīng)，并調(diào)節(jié)了由金屬-半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)引起的電子轉(zhuǎn)移過程。該實驗為研究金屬-半導(dǎo)體復(fù)合系統(tǒng)中的SERS機理提供了新的策略[10,11]。金屬-半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)具有改善可見光響應(yīng)和光激發(fā)電子-空穴壽命的特性。金屬與半導(dǎo)體之間的直接接觸界面為系統(tǒng)提供了一個光耦合器界面通道，從而提高了電荷分離效率。隨著納米制造技術(shù)的發(fā)展，研究者采用了逐層濺射和共濺射技術(shù)在納米陣列模板上制造金屬/半導(dǎo)體材料。在SERS和SPR研究中，已在陣列結(jié)構(gòu)上進行了Cu2S和Ag的逐層濺射。使用4-MBA作為探針分子并使用不同波長的激發(fā)線進行激發(fā)，可以獲得增強的拉曼光譜（圖1-4）。這種增強是由于在某些激發(fā)波長下激發(fā)躍遷和電子-半導(dǎo)體躍遷的組合。對這種復(fù)合結(jié)構(gòu)的研究為檢查表面等離子體的振蕩調(diào)節(jié)和電子轉(zhuǎn)移機理提供了一種新方法。圖1-4SERS觀察到的與Ag和Cu2S共濺射的載流子密度依賴性LSPR和電子轉(zhuǎn)移的示意圖。Fig.1-4Schematicofthecarrierdensity-dependentLSPRandelectrontransferobservedbySERSforthecosputteringofAgandCu2S.


本文編號：3506478