功能化纳米硅生物传感器在肿瘤诊断和药物检测中的应用研究

发布时间：2017-11-17 02:15

  本文关键词：功能化纳米硅生物传感器在肿瘤诊断和药物检测中的应用研究

  更多相关文章： 荧光纳米颗粒 介孔材料 透明质酸 子宫颈癌 芦丁

【摘要】：荧光纳米材料在肿瘤细胞的早期排查与检测中具有独特的优点和极大的应用前景。透明质酸(HA)是由D-葡萄糖醛酸及N-乙酰葡糖胺组成的双糖单位玻尿酸,广泛存在于真菌、植物和昆虫中,而在人类及脊椎动物中广泛存在。透明质酸的分子量为105-108 Da,对生物体包括粘弹性液体结缔组织如关节滑液与玻璃体的维护具有重要的作用。透明质酸调控组织水化,水运输、组织修复,和在细胞分离、肿瘤和炎症发展中的各种受体介导功能。抗肿瘤药物种类繁多,但是在治病的同时对人体也会产生一定的副作用,比如心脏毒性、肝脏毒性、髓毒性等。盐酸柔红霉素为蒽醌类非特异性抗肿瘤药,可嵌入DNA链中阻碍DNA合成和依赖DNA的RNA的合成,是治疗白血病的基本药物。但其对心脏有剂量依赖型不可逆毒性,髓毒性等。芦丁又名维生素P,作为天然的黄酮类衍生物,它表现出许多生理活性,如抗氧化剂,止血剂,抗肿瘤和抗菌剂,在临床医学上被广泛使用。而类黄酮化合物通过调节其浓度和自由基源,也可以作为高效的抑制剂。因此在肿瘤疾病治疗过程中若可以有效监测药物浓度,能最大限度的发挥抗肿瘤药的药效同时减少毒副作用。本文基于核壳纳米材料和介孔材料、金纳米粒子的卓越物理化学性能用于化学生物传感器的研制。具体的研究工作包括以下几个部分:1透明质酸修饰的荧光纳米颗粒对子宫颈癌细胞的早期检测采用反向微乳液法合成了氨基化的二氧化硅荧光(FITC)纳米颗粒,通过TEM、傅里叶红外及荧光分光光度计对其进行了表征,结果表明合成的荧光纳米颗粒具有良好的光稳定性。将透明质酸修饰到纳米粒子上,制备功能化的荧光纳米颗粒。透明质酸能够与子宫颈癌细胞表面过表达的CD44受体发生特异性识别,利用该纳米粒子的荧光性能可实现对子宫颈癌细胞的早期识别与诊断。研究表明:透明质酸修饰的荧光纳米粒子稳定性良好,与子宫颈癌细胞的生物相容性良好;与传统的荧光染料分子标记方法相比,此方法在荧光稳定性、选择性方面有较好的改善。2巯基-β-环糊精/纳米金/介孔碳修饰的盐酸柔红霉素化学传感器的研制使用三嵌段共聚物F-127作为模板导向剂,采用溶剂挥发诱导自组装(EISA)的方法制备得到有序介孔碳材料(FDU-15),并通过XRD、TEM对其进行了表征。通过电沉积金纳米粒子及自组装上巯基-β-环糊精制备抗肿瘤药物盐酸柔红霉素的化学传感器。采用电化学阻抗及循环伏安法对修饰电极的电化学行为进行研究。基于β-环糊精与蒽醌类物质的包嵌作用,结合纳米金独特的导电性能,该传感器对盐酸柔红霉素具有良好的选择性及电流响应。在最佳实验条件下,该传感器对盐酸柔红霉素的响应范围是9.5×10-7 mol L-1-2.6×10-6 mol L-1,相关系数为0.9968;2.6×10-6 mol L-1-4.0×10-5 mol L-1,相关系数为0.9912;检测限为1.1×10-8 mol L-1(S/N=3)。3基于多酚氧化酶/羧基化介孔硅/L-酪氨酸/纳米金修饰的芦丁生物传感器将介孔硅材料SBA-15进一步羧基功能化并通过XRD、TEM、傅里叶红外对其进行了表征。在碳二亚胺盐酸盐(EDC)及N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的作用下将多酚氧化酶固定到修饰电极表面制备对芦丁的生物传感器。采用电化学阻抗及循环伏安法对修饰电极的电化学行为进行研究。羧基化介孔硅及金纳米粒子的修饰能够提高传感器的有效面积及催化反应性能。该传感器对芦丁具有良好的电流响应及抗干扰能力。最佳实验条件下该传感器对芦丁的电流响应范围为2.5×10-6-7.2×10-5 mol L-1,相关系数为0.9947;检测限为3.1×10-7 mol L-1(S/N=3)。
【学位授予单位】：上海师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R730.4;R927;TP212.3

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李培进 ,张传本,刁天喜,蒋铭敏,贾启中;生物传感器及其在军事医学中的应用[J];人民军医;2002年05期

2 林薇薇;生物传感器在临床检验仪器中的应用和发展[J];医疗设备信息;2002年10期

3 陈强,李静,殷惠军,黄加栋,吴宝艳,蒋跃绒,陈可冀;亲和型生物传感器及其在中药作用机理研究中的应用展望[J];中国中西医结合杂志;2004年08期

4 施咏军,杨斌,赵亚丽;生物传感器的现状及发展前景[J];医疗装备;2005年11期

5 杨一民;;生物传感器[J];上海生物医学工程;2006年02期

6 罗宏;刘劲;邓刚;;生物传感器在医学中的应用现状和发展前景[J];医疗设备信息;2006年11期

7 刘向阳;;生物传感器在医疗领域的应用[J];医疗保健器具;2008年02期

8 宋卫红;;生物传感器在体育科学中的应用[J];医疗保健器具;2008年04期

9 鲁然;;生物传感器在医学领域中的应用[J];当代医学;2009年24期

10 ;人体细胞生物传感器分子机制首次揭开[J];生物医学工程与临床;2011年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 崔传金;吴海云;左月明;;生物传感器研究进展及发展趋势[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会（CSAE 2009）论文集[C];2009年

2 莫冰;刘晓为;;浅谈生物传感器在几个主要领域的应用及展望[A];中国传感器产业发展论坛暨东北MEMS研发联合体研讨会论文集[C];2004年

3 薛瑞;康天放;;基于丝素蛋白固定乙酰胆碱酯酶的有机磷和氨基甲酸酯类农药生物传感器的研究[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年

4 李彤;赵纯;;用于水体监测的生物传感器研究进展[A];2012中国环境科学学会学术年会论文集（第一卷）[C];2012年

5 任湘菱;唐芳琼;;光电化学体系构建新型葡萄糖生物传感器[A];中国感光学会影像材料的研究与应用学术研讨会论文集[C];2009年

6 邹琴;李刘冬;;生物传感器在贝毒快速检测中的应用[A];泛珠三角区域渔业经济合作论坛第三次年会会议论文[C];2008年

7 邱筱岷;;生物传感器及其在临床医学中的应用研究[A];中华医学会医学工程学分会第十次学术年会暨2009中华临床医学工程及数字医学大会论文集[C];2009年

8 马芬;张成孝;;多标记型汞离子电化学发光生物传感器的研究[A];中国化学会第十届全国发光分析学术研讨会论文集[C];2011年

9 任湘菱;唐芳琼;;银—金纳米复合颗粒增强的葡萄糖生物传感器[A];第一届全国纳米技术与应用学术会议论文集[C];2000年

10 黄智伟;黄琛;;光纤DNA生物传感器研究动向[A];中国电子学会第七届学术年会论文集[C];2001年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 哈尔滨工业大学 莫冰;四大应用领域，生物传感器技术发展迅速[N];中国电子报;2004年

2 张巍巍;美研制出超灵敏生物传感器[N];科技日报;2012年

3 吴琼;生物传感器迅速成长[N];中国电子报;2000年

4 何屹;新生物传感器可观测细菌生长[N];科技日报;2011年

5 记者 毛黎;人体细胞生物传感器分子机理首次揭开[N];科技日报;2011年

6 记者 何永晋;乌生物传感器研究硕果累累[N];科技日报;2003年

7 白毅 王宇星;我国生物传感器研究获重大进展[N];中国医药报;2006年

8 张佳星;“火眼金睛”窥测基因调控[N];科技日报;2008年

9 汪明;2009年全球生物传感器市场有望突破40亿美元[N];中国医药报;2006年

10 邹争春;漏声表面波生物传感器检测系统构建成功[N];中国医药报;2012年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 史大川;恒温型纳米—滚环扩增-SPR传感器快速检测病原微生物的研究[D];第三军医大学;2015年

2 刘蓬勃;提高微流芯片生物传感器检测限的研究[D];大连理工大学;2015年

3 唱凯;Ⅰ:LSAW生物传感器的构建及临床应用研究 Ⅱ:两株罕见致病菌的鉴定[D];第三军医大学;2015年

4 高小尧;基于核酸的生物传感器的研究与应用[D];福州大学;2014年

5 闫志勇;蛋白激酶活性的光电化学生物分析研究[D];青岛大学;2016年

6 罗鹏;一次性电化学酒精生物传感器的研究[D];重庆医科大学;2009年

7 卫银银;新型葡萄糖生物传感器的构筑、机理及应用研究[D];华东师范大学;2011年

8 刘盛平;基于支撑双分子层膜的智能生物传感器系统研究[D];重庆大学;2003年

9 曹淑瑞;纳米复合材料固载生物氧化酶构建高灵敏电流型酶生物传感器的研究[D];西南大学;2013年

10 刘咏;几种化学/生物传感器的制备及在分析中的研究应用[D];湖南大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 徐云英;基于免标记荧光生物传感器检测蛋白质和小分子的研究[D];西南大学;2015年

2 杨彩凤;水热法生长微/纳米结构及其电化学性能研究[D];西南大学;2015年

3 吴小平;基于新型碳纳米复合材料构建电致化学发光酶生物传感器的研究[D];西南大学;2015年

4 马晔;三维石墨烯/纳米材料复合生物传感器制备及应用研究[D];浙江大学;2015年

5 范玲玲;两种二茂铁探针的合成及其在QCM生物传感器组装与再生研究中的应用[D];郑州大学;2015年

6 段凯月;硫族钼化物纳米复合材料修饰玻碳电极的制备及其在分析化学中的应用研究[D];兰州大学;2015年

7 何颖;金属纳米材料和功能化的碳纳米材料在生物传感器中的应用研究[D];西南大学;2015年

8 张娟娟;基于纳米材料和酶构建的胆固醇和伴刀豆球蛋白A的电致化学发光生物传感器的研究[D];西南大学;2015年

9 王昱琳;基于明胶—多孔炭过氧化氢生物传感器的制备及其应用研究[D];北京化工大学;2015年

10 汪淑婷;基于纳米材料和核酸探针的新型荧光生物传感器[D];湖北中医药大学;2015年

，

本文编号：1194472