SERS微流控芯片基底构建及其在多元肿瘤标志物检测中的应用
发布时间：2021-10-23 20:31
癌症的早期诊断对于降低癌症的死亡率至关重要,其中一种重要的有效方式是对肿瘤标志物的表达水平进行检测。由于癌症早期肿瘤标志物的含量往往很低,而且一种肿瘤标志物往往和多种肿瘤相关,因此,具有高检测灵敏度、高通量和低成本特点的肿瘤标志物检测平台对于癌症的早期诊断与治疗等应用领域具有重要意义。本论文主要研究SERS微流控芯片基底的构建及其在多元肿瘤标志物检测中的应用。通过有效融合SERS检测技术、微流控芯片技术和肿瘤标志物免疫检测技术于一体,论文设计构建了基于SERS微流控芯片基底的多元检测平台,并应用于人全血样本的检测,为临床上癌症早期诊断应用提供了一种有效的方案。主要创新性研究成果如下:（1）提出了一种用于同时检测多种肿瘤标志物的SERS微流控芯片。该微流控芯片的SERS基底通过静电吸附方法进行层层组装获得。利用“三明治”免疫检测策略检测了血清中的肿瘤标志物并借助空间编码的方式实现了血清中乳腺癌肿瘤标志物CA153、CA125和CEA的联合检测,检测限分别为0.01 U/mL、0.01 U/mL和1 pg/mL,比目前商用的ELISA试剂盒降低了23个数量级。（2）设...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“三明治”免疫检测方法
用银纳米聚合体作为探针，这是由于银纳米聚集体中的多个银纳米粒子会彼此错综复杂的彼此靠在一起，从而产生大量的 SERS“热点”。通过对银纳米聚集体利用 Ag-S 键修饰上拉曼分子提供拉曼信号，然后通过 Ag-S 键修饰上特异性的抗体，获得 SERS 光学探针。其中由于拉曼分子和抗原抗体基本都带巯基，所以可以通过 Ag-S 键修饰到银纳米粒子上。此外，为了减少非特异性结合，我们使用 BSA 对银纳米粒子表面进行了封闭。在本章，我们将首先详细介绍 SERS 探针的制备过程，并采用透射电镜、拉曼光谱仪等设备对探针的结构和光学特性进行了表征。通过定性免疫检测实验阐明了所制备的SERS 高灵敏度探针具有优良的特异性识别抗原能力，通过定量免疫检测实验证明了所制备 SERS 探针的检测灵敏度和特异性。2.2 SERS 高灵敏度探针的制备2.2.1 银纳米粒子的制备银纳米粒子的合成采用还原法制备。首先，将 390mL 去离子水和 0.072g AgNO3在130℃、搅拌状态下加热至沸腾，然后加入 10mL，浓度为 1%的柠檬酸钠，继续加热至溶液呈黄绿色，停止加热，在室温下让溶液冷却，然后静置备用。2.2.2 SERS 探针的制备
第二章 SERS 高灵敏度探针的 SERS 特性及其在免疫检测中的应用如上图 2.1 所示首先将银纳米粒子通过 Ag-S 键修饰上拉曼分子。从上述制备好的银胶溶液中取出 6mL Ag 胶用离心机以 11000rpm 的速率离心 30min，去掉上层清液加入 4mL去离子水。然后，向 4mL 的银胶溶液中加入 40μL 的 10mmol 的 4MBA 并在搅拌状态下让其混合至少 2h。最后，取 1.5mL 混合后溶液以 9000rpm 的速率离心 20min，去掉上清液然后加入 1mL 的 BBS。然后将银纳米粒子通过 Ag-S 键修饰上特异性抗体。首先将 50μL 的 1mg/mL 的羊抗小鼠抗体加入到之前处理好的 1mL 4MBA 标记的 Ag 胶中，让其在 4℃下静置 2h。然后,以 6500rpm 的速率离心 12min，去掉上清液中多余的抗体并加入 1mL 的 BBS。接着,加入10uL 5%的 BSA 溶液以填补 Ag 纳米粒子未被 4MBA 和羊抗小鼠修饰的空隙，然后将该溶液放置在 4℃环境下 1h。最后以 6500rpm 的速率离心 12 min，去掉上清液并加入 200uL的 BBS。保存在 4℃下以备后用。至此，我们便得到了 SERS 高灵敏度探针。2.3 SERS 高灵敏度探针的表征2.3.1 透射显微镜（TEM）表征
【参考文献】：
期刊论文
[1]Recent progress in the fabrication of SERS substrates based on the arrays of polystyrene nanospheres[J]. XiaoLei Zhang,ZhiGao Dai,XinGang Zhang,ShiLian Dong,Wei Wu,ShiKuan Yang,XiangHeng Xiao,ChangZhong Jiang. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2016(12)
[2]Fabrication of silver nanoparticles decorated anodic aluminum oxide as the SERS substrate for the detection of pesticide thiram[J]. 谭恩忠. Optoelectronics Letters. 2015(04)
[3]联合检测CA153、CA125和CEA对乳腺癌诊断价值的Meta分析[J]. 腰利云,施根林. 中国循证医学杂志. 2015(01)
[4]应用于基因分析的最新SERS技术[J]. 胡娟,张春阳. 化学进展. 2010(08)
本文编号：3453869
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“三明治”免疫检测方法
用银纳米聚合体作为探针，这是由于银纳米聚集体中的多个银纳米粒子会彼此错综复杂的彼此靠在一起，从而产生大量的 SERS“热点”。通过对银纳米聚集体利用 Ag-S 键修饰上拉曼分子提供拉曼信号，然后通过 Ag-S 键修饰上特异性的抗体，获得 SERS 光学探针。其中由于拉曼分子和抗原抗体基本都带巯基，所以可以通过 Ag-S 键修饰到银纳米粒子上。此外，为了减少非特异性结合，我们使用 BSA 对银纳米粒子表面进行了封闭。在本章，我们将首先详细介绍 SERS 探针的制备过程，并采用透射电镜、拉曼光谱仪等设备对探针的结构和光学特性进行了表征。通过定性免疫检测实验阐明了所制备的SERS 高灵敏度探针具有优良的特异性识别抗原能力，通过定量免疫检测实验证明了所制备 SERS 探针的检测灵敏度和特异性。2.2 SERS 高灵敏度探针的制备2.2.1 银纳米粒子的制备银纳米粒子的合成采用还原法制备。首先，将 390mL 去离子水和 0.072g AgNO3在130℃、搅拌状态下加热至沸腾，然后加入 10mL，浓度为 1%的柠檬酸钠，继续加热至溶液呈黄绿色，停止加热，在室温下让溶液冷却，然后静置备用。2.2.2 SERS 探针的制备
第二章 SERS 高灵敏度探针的 SERS 特性及其在免疫检测中的应用如上图 2.1 所示首先将银纳米粒子通过 Ag-S 键修饰上拉曼分子。从上述制备好的银胶溶液中取出 6mL Ag 胶用离心机以 11000rpm 的速率离心 30min，去掉上层清液加入 4mL去离子水。然后，向 4mL 的银胶溶液中加入 40μL 的 10mmol 的 4MBA 并在搅拌状态下让其混合至少 2h。最后，取 1.5mL 混合后溶液以 9000rpm 的速率离心 20min，去掉上清液然后加入 1mL 的 BBS。然后将银纳米粒子通过 Ag-S 键修饰上特异性抗体。首先将 50μL 的 1mg/mL 的羊抗小鼠抗体加入到之前处理好的 1mL 4MBA 标记的 Ag 胶中，让其在 4℃下静置 2h。然后,以 6500rpm 的速率离心 12min，去掉上清液中多余的抗体并加入 1mL 的 BBS。接着,加入10uL 5%的 BSA 溶液以填补 Ag 纳米粒子未被 4MBA 和羊抗小鼠修饰的空隙，然后将该溶液放置在 4℃环境下 1h。最后以 6500rpm 的速率离心 12 min，去掉上清液并加入 200uL的 BBS。保存在 4℃下以备后用。至此，我们便得到了 SERS 高灵敏度探针。2.3 SERS 高灵敏度探针的表征2.3.1 透射显微镜（TEM）表征
【参考文献】：
期刊论文
[1]Recent progress in the fabrication of SERS substrates based on the arrays of polystyrene nanospheres[J]. XiaoLei Zhang,ZhiGao Dai,XinGang Zhang,ShiLian Dong,Wei Wu,ShiKuan Yang,XiangHeng Xiao,ChangZhong Jiang. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2016(12)
[2]Fabrication of silver nanoparticles decorated anodic aluminum oxide as the SERS substrate for the detection of pesticide thiram[J]. 谭恩忠. Optoelectronics Letters. 2015(04)
[3]联合检测CA153、CA125和CEA对乳腺癌诊断价值的Meta分析[J]. 腰利云,施根林. 中国循证医学杂志. 2015(01)
[4]应用于基因分析的最新SERS技术[J]. 胡娟,张春阳. 化学进展. 2010(08)
本文编号：3453869
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