荧光/磁性纳米球的制备及生物应用

发布时间：2022-01-26 06:01

　　传染性疾病和癌症是当今严重危害人类生命健康的两类疾病,建立快速灵敏的检测方法以及开发准确可靠的诊断技术将有助于疾病的早期诊断和及时治疗,从而更好地保障人类的生命健康和财产安全。近年来,随着纳米科技的迅猛发展,各种纳米材料在检测和诊断领域展现出无限的发展潜力和巨大的应用优势。尤其是荧光量子点、磁性纳米粒子以及基于二者的功能材料具有传统材料所无法比拟的优良性质,在生物医学领域发挥着越来越重要的作用。我们课题组在过去的十几年中,一直致力于这些纳米材料的研究和应用,取得了一系列自主创新、特色显著的成果。特别是基于量子点和磁性纳米粒子构建的荧光-磁性-生物靶向多功能纳米球,同时具有多色荧光标记、磁操纵和磁分离、生物靶向三种功能,已经实现了多种肿瘤细胞、蛋白的可视化捕获和分选。在以上研究背景和研究基础下,本论文主要是基于荧光/磁性纳米球构建生物探针,并将其应用到细菌、病毒、肿瘤细胞的检测中,具体开展了以下工作：（1）基于荧光/磁性功能纳米球构建生物探针,并对其基本性质进行了详细的探讨和研究,主要包括以下几个方面：①准确测定了纳米球的个数浓度及其表面基团的数目；②分别采用包埋法和组装法构建荧光/磁性... 

【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：149 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
论文创新点
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 前言
    1.2 量子点的性质和生物应用
        1.2.1 量子点的性质
        1.2.2 量子点的生物应用
    1.3 磁性纳米材料的性质和生物应用
        1.3.1 磁性纳米材料的性质
        1.3.2 磁性纳米材料的生物应用
    1.4 基于微/纳球的荧光/磁性材料的制备及生物应用
        1.4.1 基于微/纳球的荧光/磁性材料的制备
            1.4.1.1 溶胀包埋法
            1.4.1.2 聚合包埋法
            1.4.1.3 组装法
            1.4.1.4 原位合成法
        1.4.2 基于微/纳球的荧光/磁性材料的性能特点
        1.4.3 基于微/纳球的荧光/磁性材料的生物应用
            1.4.3.1 荧光磁性微/纳球在生物标记、分离和检测中的应用
            1.4.3.2 基于荧光/磁性微/纳球的编码器件在多组分同时分析中的应用
            1.4.3.3 基于荧光/磁性微/纳球的多功能器件在疾病诊断和治疗中的应用
    1.5 本论文的立题思想和主要工作
    参考文献
第2章 荧光/磁性纳米球的制备、生物功能化及其性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂与仪器
        2.2.2 苯乙烯-丙烯酰胺共聚纳米球的制备
        2.2.3 苯乙烯-丙烯酰胺共聚纳米球浓度的测定
        2.2.4 苯乙烯-丙烯酰胺共聚纳米球的表面改性
        2.2.5 苯乙烯-丙烯酰胺共聚纳米球表面基团数目的测定
        2.2.6 荧光/磁性纳米球的制备
        2.2.7 荧光/磁性纳米球的生物功能化
        2.2.8 荧光/磁性纳米生物探针表面有效分子数的测定
    2.3 问题与讨论
        2.3.1 苯乙烯-丙烯酰胺共聚纳米球的制备和表征
            2.3.1.1 苯乙烯-丙烯酰胺共聚纳米球的合成机理
            2.3.1.2 苯乙烯-丙烯酰胺共聚纳米球浓度的定量
            2.3.1.3 苯乙烯-丙酰胺共聚纳米球的表面改性及其基团数目的定量
        2.3.2 荧光/磁性纳米球的制备和表征
            2.3.2.1 包埋法原理及结果表征
            2.3.2.2 组装法原理及结果表征
            2.3.2.3 包埋法与组装法的比较
        2.3.3 荧光/磁性纳米球存储稳定性的研究
        2.3.4 荧光/磁性纳米生物探针的构建及其表面有效分子数的定量分析
            2.3.4.1 链霉亲和素修饰的生物探针表面活性分子数目的定量
            2.3.4.2 抗体修饰的生物探针表面有效结合位点数目的定量
        2.3.5 荧光/磁性生物探针的活性保持研究
    2.4 结论
    参考文献
第3章 基于磁性纳米球和荧光纳米球的鼠伤寒沙门氏菌高灵敏一步检测
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂与仪器
        3.2.2 细菌培养
        3.2.3 免疫磁球、免疫荧光球的制备
        3.2.4 鼠伤寒沙门氏菌的一步法检测
        3.2.5 荧光共定位分析
        3.2.6 透射电镜表征
        3.2.7 聚合酶链式反应(PCR)鉴定
        3.2.8 两步法检测鼠伤寒沙门氏菌
        3.2.9 模拟样本中鼠伤寒沙门氏菌的检测
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 免疫磁球、免疫荧光球的表征
        3.3.2 鼠伤寒沙门氏菌的一步法检测原理
        3.3.3 检测条件优化
        3.3.4 检测的特异性与可靠性
        3.3.5 定性检测与定量分析
        3.3.6 一步法检测与两步法检测对比
        3.3.7 复杂生物样品中的检测
    3.4 结论
    参考文献
第4章 基于磁富集和荧光编码球同时检测三种病毒基因
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 试剂与仪器
        4.2.2 靶向磁球、靶向荧光编码球的制备
        4.2.3 DNA的一步杂交检测
        4.2.4 血清样本中DNA的检测
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 荧光编码球的表征
        4.3.2 DNA一步法检测原理
        4.3.3 检测条件优化
        4.3.4 单种DNA的定量检测
        4.3.5 多种DNA的同时定量检测
        4.3.6 复杂生物样品中DNA的检测
    4.4 结论
    参考文献
第5章 循环肿瘤细胞的快速高效捕获及高灵敏检测
    5.1 前言
    5.2 实验部分
        5.2.1 试剂与仪器
        5.2.2 细胞培养
        5.2.3 免疫磁性纳米球(IMNs)的制备
        5.2.4 IMNs对肿瘤细胞的捕获
        5.2.5 免疫细胞化学(ICC)鉴定
        5.2.6 活性分析及体外培养
        5.2.7 逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)
        5.2.8 实际血样中循环肿瘤细胞(CTC)的检测
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 磁性纳米球的表征
        5.3.2 IMNs对肿瘤细胞的捕获能力研究
            5.3.2.1 IMNs捕获肿瘤细胞的高效性和特异性
            5.3.2.2 IMNs对复杂体系中稀少肿瘤细胞的捕获能力
        5.3.3 模拟病人血样中肿瘤细胞的检测
        5.3.4 捕获肿瘤细胞的后续研究
            5.3.4.1 捕获肿瘤细胞的活性分析及体外培养
            5.3.4.2 捕获肿瘤细胞的RT-PCR分析
        5.3.5 实际血样中CTC的灵敏检测
    5.4 结论
    参考文献
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
附录：攻读博士学位期间已发表科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米科技及其发展前景[J]. 白春礼.  科学通报. 2001(02)

博士论文
[1]荧光—磁性多功能纳/微米球的制备及其应用[D]. 胡军.武汉大学 2011
[2]纳米颗粒基因探针的制备及其在检测肝炎病毒中的应用[D]. 习东.华中科技大学 2007
[3]基于量子点的生物医学功能纳米材料的制备与应用[D]. 谢海燕.武汉大学 2004

硕士论文
[1]纳米磁性免疫层析技术与致病性病原微生物检测研究[D]. 孙建斌.第四军医大学 2012



本文编号：3609953