ZnO微/纳阵列基底构筑及其肿瘤标志物检测性能研究
发布时间：2021-08-27 02:21
随着纳米材料在生物医学检测领域广泛而深入的应用,开发低成本、高灵敏度及生物相容性良好的检测用纳米材料成为医疗行业的迫切需求。传统的生物学检测方法具有灵敏度低、成本高及耗时长等缺点,所使用的试剂（如荧光分子等）通常寿命较短,且在低浓度时输出信号较弱。在生物标志物的检测中,贵金属材料（金、银等）应用较为广泛,如荧光检测、拉曼检测及免疫指示等。但贵金属的大范围推广使用很大程度上受到生产成本和生产工艺的限制,且在一些应用中存在不稳定的现象（如拉曼检测）。因此对于贵金属材料,在实际应用中仍需要解决其高成本、低稳定性和可重复性差等缺点。相比之下,ZnO由于制备工艺简单、成本低廉、信号稳定（如荧光增强应用中）等优点而在众多纳米材料中脱颖而出。目前,ZnO在生物检测中的众多领域都有应用,如作为荧光增强基底用于肿瘤标志物检测、作为拉曼增强基底用于小分子检测和以微纳结构为基础的基底对循环肿瘤细胞（CTC）的捕获等。但是受限于ZnO自身的缺陷（非特异性吸附强、发射易淬灭等）,ZnO需经过功能化修饰才能得到更好的应用。基于上述问题,本课题从ZnO的功能化着手,采用微流控化学合成法构筑ZnO微纳阵列基底,以有机...
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
通过固体粉末热蒸镀在控制一定条件下合成100%纯度的一系列ZnO纳米结构[1]
东华大学博士学位论文第1章绪论3图1-2图中为液体活检中的循环分子。体液中可以测量许多分子，包括循环游离DNA、循环肿瘤细胞（CTC）、不同的循环RNA（miRNA、lncRNA、mRNA）、循环游离蛋白质和外泌体。循环游离DNA通过肿瘤细胞的坏死或凋亡从原发肿瘤或转移基因座逃逸进入循环。可以将循环游离DNA用作液体活检，以测量DNA的水平、完整性、甲基化、突变状态和拷贝数畸变[5]Figure1-2Circulatingmoleculesinliquidbiopsy.Thereareanumberofmoleculesthatcanbemeasuredinbodyfluidsincludingcell-freeDNA,circulatingtumorcells(CTCs),differentcirculatingRNAclasses(miRNAs,lncRNAs,mRNAs),cell-freeproteinsandexosomes.Cell-freeDNAescapesintocirculationfromtheprimarytumorormetastaticlocithroughnecrosisorapoptosisoftumorcells.Circulatingcell-freeDNAcanthenbeusedasaliquidbiopsytomeasureDNAlevels,integrity,methylation,mutationalstatusandcopynumberaberration[5]1.2.2肿瘤标志物的分类随着肿瘤检测技术的发展，肿瘤标志物作为判断肿瘤发生、发展的重要指标而扮演着日益重要的角色。经过长时间的发展，肿瘤标志物可以分为蛋白及多肽、循环游离DNA（cfDNA）、循环游离RNA（cfRNA）、外泌体、循环肿瘤细胞（CTC）等（其中来源于肿瘤细胞的DNA及RNA又被称为ctDNA和ctRNA）。众多肿瘤标志物中，蛋白标志物是较早发现且已经运用到临床检测数十年的标志物，如前列腺特异抗原（PSA）、糖抗原19-9（ca19-9）及癌胚抗原（CEA）等。作为肿瘤非侵入型诊断的指标并经过一段时间的发展，如今临床上多采用多标志物综合检测进行癌症的评估，如前列腺健康指数（PHI）的测定等[6]。除蛋白标志物外，体液中许多核酸类标志物在肿瘤的预测、
东华大学博士学位论文第1章绪论4及坏死的癌细胞，但是却在生物学特征上有较大的差异[7]。如图1-3，研究者通过测定它们的特征如cfDNA的水平、完整性、甲基化和突变状态等可将其用于临床上肾脏、膀胱和前列腺等癌症的诊断[8]。许多种类的cfRNA包括信使RNA（mRNAs）、小RNA（miRNAs）和长链非编码RNA（lncRNAs）等已经被认为是非侵入型液体活检的肿瘤标志物[9]。因为肿瘤被切除后由肿瘤释放的cfRNA水平会降低，所以临床上可通过监测cfRNA的水平来判断肿瘤患者手术后的康复情况[10]。除蛋白核酸等分子量较小的标志物外，如外泌体、CTC等尺寸较大的体液组分也可作为肿瘤检测的标志物。外泌体是直径在30-100nm的细胞膜囊泡，它几乎存在于所有的体液中。由于外泌体是细胞间通讯的重要工具[11]，因此其携带了关于细胞的大量信息（RNAs、DNA和蛋白等）[12]，且其所带的生物分子可对药物治疗产生干预作用。在一些癌症类型中，体液中的外泌体含量相比于健康个体具有较高水平，其本身的数量水平就可作为判断疾病发展的标志物[13]。因此，将外泌体作为一种非侵入的肿瘤生物标志物引起了研究者们越来越浓厚的兴趣。图1-3循环肿瘤DNA和循环肿瘤细胞作为临床生物标志物的应用[14]Figure1-3ClinicalbiomarkerapplicationsofcirculatingtumorDNAandcirculatingtumorcells[14]CTC是从肿瘤组织分离，经穿过组织等过程进入血液的完整细胞。按照目前肿瘤标志物的大小来分类，CTC可能是体液中最大的肿瘤标志物。作为一个
本文编号：3365451
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
通过固体粉末热蒸镀在控制一定条件下合成100%纯度的一系列ZnO纳米结构[1]
东华大学博士学位论文第1章绪论3图1-2图中为液体活检中的循环分子。体液中可以测量许多分子，包括循环游离DNA、循环肿瘤细胞（CTC）、不同的循环RNA（miRNA、lncRNA、mRNA）、循环游离蛋白质和外泌体。循环游离DNA通过肿瘤细胞的坏死或凋亡从原发肿瘤或转移基因座逃逸进入循环。可以将循环游离DNA用作液体活检，以测量DNA的水平、完整性、甲基化、突变状态和拷贝数畸变[5]Figure1-2Circulatingmoleculesinliquidbiopsy.Thereareanumberofmoleculesthatcanbemeasuredinbodyfluidsincludingcell-freeDNA,circulatingtumorcells(CTCs),differentcirculatingRNAclasses(miRNAs,lncRNAs,mRNAs),cell-freeproteinsandexosomes.Cell-freeDNAescapesintocirculationfromtheprimarytumorormetastaticlocithroughnecrosisorapoptosisoftumorcells.Circulatingcell-freeDNAcanthenbeusedasaliquidbiopsytomeasureDNAlevels,integrity,methylation,mutationalstatusandcopynumberaberration[5]1.2.2肿瘤标志物的分类随着肿瘤检测技术的发展，肿瘤标志物作为判断肿瘤发生、发展的重要指标而扮演着日益重要的角色。经过长时间的发展，肿瘤标志物可以分为蛋白及多肽、循环游离DNA（cfDNA）、循环游离RNA（cfRNA）、外泌体、循环肿瘤细胞（CTC）等（其中来源于肿瘤细胞的DNA及RNA又被称为ctDNA和ctRNA）。众多肿瘤标志物中，蛋白标志物是较早发现且已经运用到临床检测数十年的标志物，如前列腺特异抗原（PSA）、糖抗原19-9（ca19-9）及癌胚抗原（CEA）等。作为肿瘤非侵入型诊断的指标并经过一段时间的发展，如今临床上多采用多标志物综合检测进行癌症的评估，如前列腺健康指数（PHI）的测定等[6]。除蛋白标志物外，体液中许多核酸类标志物在肿瘤的预测、
东华大学博士学位论文第1章绪论4及坏死的癌细胞，但是却在生物学特征上有较大的差异[7]。如图1-3，研究者通过测定它们的特征如cfDNA的水平、完整性、甲基化和突变状态等可将其用于临床上肾脏、膀胱和前列腺等癌症的诊断[8]。许多种类的cfRNA包括信使RNA（mRNAs）、小RNA（miRNAs）和长链非编码RNA（lncRNAs）等已经被认为是非侵入型液体活检的肿瘤标志物[9]。因为肿瘤被切除后由肿瘤释放的cfRNA水平会降低，所以临床上可通过监测cfRNA的水平来判断肿瘤患者手术后的康复情况[10]。除蛋白核酸等分子量较小的标志物外，如外泌体、CTC等尺寸较大的体液组分也可作为肿瘤检测的标志物。外泌体是直径在30-100nm的细胞膜囊泡，它几乎存在于所有的体液中。由于外泌体是细胞间通讯的重要工具[11]，因此其携带了关于细胞的大量信息（RNAs、DNA和蛋白等）[12]，且其所带的生物分子可对药物治疗产生干预作用。在一些癌症类型中，体液中的外泌体含量相比于健康个体具有较高水平，其本身的数量水平就可作为判断疾病发展的标志物[13]。因此，将外泌体作为一种非侵入的肿瘤生物标志物引起了研究者们越来越浓厚的兴趣。图1-3循环肿瘤DNA和循环肿瘤细胞作为临床生物标志物的应用[14]Figure1-3ClinicalbiomarkerapplicationsofcirculatingtumorDNAandcirculatingtumorcells[14]CTC是从肿瘤组织分离，经穿过组织等过程进入血液的完整细胞。按照目前肿瘤标志物的大小来分类，CTC可能是体液中最大的肿瘤标志物。作为一个
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