基于微流控液滴的单细胞光谱及成像的分析方法

发布时间：2023-04-08 21:26

　　单细胞分析对我们了解生命体的活动,疾病诊断与治疗,药物设计等具有重要意义。微流控液滴由于其易操控、体积小、高通量等优势为单细胞研究提供了重要的分析平台。然而,目前基于微流控液滴的单细胞分析技术,在检测方法上仍然具有局限性和挑战性,值得我们不断地探索。本文的目的就是发展结合微流控液滴系统的单细胞分析方法,包括微流控液滴-表面增强拉曼光谱(SERS)与微流控液滴-四波混频(FWM)成像的单细胞分析方法。这两种方法可成为单细胞分析领域中强有力的支持工具。主要研究如下:1.基于等离子体-SERS技术设计了一种高通量、双通道的单细胞分析方法用于检测单细胞表面唾液酸(SA)的含量。通过在银纳米粒子(AgNPs)上修饰4-巯基苯硼酸(MPBA)获得多功能等离子体纳米探针。该纳米探针由于AgNPs具有强的能量损耗特性,是明场成像下的高对比度指示器,同时又对MPBA具有很强的SERS信号增强能力。将与等离子体纳米探针共同孵育后的细胞包裹在液滴里,然后使其在重新分散在腔室阵列的检测芯片中,通过等离子体成像和图像处理,获得了单个细胞表面SA的高精度分布。同时,基于SERS光谱变化比较了不同细胞系(MCF-7...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 单细胞分析的意义
    1.2 基于微流控技术的单细胞分析系统
        1.2.1 基于单相流微流控技术的单细胞分析系统
        1.2.2 基于液滴微流控技术的单细胞分析系统
    1.3 微液滴系统耦合多种检测技术在单细胞分析的研究进展
        1.3.1 基于微液滴-质谱的单细胞分析
        1.3.2 基于微液滴-表面增强拉曼光谱的单细胞分析
        1.3.3 基于微液滴-图像识别的单细胞分析
    1.4 本论文研究思路及内容
第二章 基于双通道等离子体-SERS微液滴平台检测单个活细胞表面的唾液酸
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 主要实验试剂
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 PDMS微流控芯片的制作
        2.2.4 Ag@MPBA的制备与表征
        2.2.5 细胞毒性测试
        2.2.6 微液滴包裹单细胞
        2.2.7 液滴中单细胞的表面增强拉曼光谱的采集与成像检测
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 多功能纳米探针的设计
        2.3.2 纳米探针的性能表征
        2.3.3 单细胞光学成像分析
        2.3.4 原位SERS检测不同细胞系表达的SA
    2.4 本章总结
第三章 基于微液滴的等离子体增强四波混频成像技术用于单细胞分析
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 等离子体纳米探针的制备与表征
        3.2.3 四波混频成像中AgNPs的电磁场分布
        3.2.4 微液滴封装单细胞
        3.2.5 暗场成像和明场成像
        3.2.6 细胞表面EGFR的免疫荧光成像
        3.2.7 银纳米粒子的四波混频和双光子效应
        3.2.8 微液滴阵列中单细胞的四波混频成像
        3.2.9 自动化图像处理
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 等离子体增强四波混频成像纳米探针的表征
        3.3.2 FDTD模拟四波混频成像下AgNPs的局域光场分布
        3.3.3 四波混频成像与明场、暗场、荧光成像的比较
        3.3.4 微液滴阵列中单细胞表面癌症标志物的四波混频成像分析
    3.4 本章总结
结论
参考文献
作者简介及攻读学位期间发表论文
致谢



本文编号：3786499