双抗体功能化的纳米通道生物传感器高灵敏检测外泌体
发布时间：2021-08-03 02:23
近些年,癌症已成为世界上人类死亡的主要原因之一。据统计显示,90%的癌症相关的死亡是由癌症转移引起的。因此,早诊断、早治疗、实时监测、预防癌症病灶转移是增加癌症患者存活率的关键。生物标志物对诸如癌症和心脏病等主要疾病的早期诊断十分重要。目前,临床中最常用的与癌症相关的生物标志物是蛋白质/抗原。例如,前列腺特异性抗原（PSA）,甲胎蛋白（AFP）,癌胚抗原（CEA）等。外泌体是另一类强大的生物标志物,正在迅速引起人们的关注,被认为是医学中生物标志物的未来。外泌体是通过内溶酶体途径从多囊泡体释放到细胞外基质的盘状囊泡（30-150 nm）。外泌体携带来自其亲代细胞大量的遗传信息,包括跨膜和胞质蛋白,mRNA,DNA和microRNA。因此,它们充当信使,其指示和变化与疾病相关,特别是在癌症相关的生理病理的状态改变中具有重要作用。且几乎所有细胞类型都能分泌外泌体,可以进入各种体液,包括血液,尿液,母乳,胆汁,腹水,眼泪和唾液等,具有高稳定性。特别是,根据近期报道癌症患者体内循环中的外泌体浓度明显升高。因此,外泌体现如今已被公认为是可用于早期癌症诊断的有前景的生物标志物。目前,尽管有许多关于外...
【文章来源】：湖北中医药大学湖北省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1-1：双抗体功能化纳米通道的修饰过程示意图
湖北中医药大学2020届硕士学位论文10在室温下进行。1.3.5纳米通道修饰过程的表征实验我们按上述实验修饰过程进行实验，分别将裸孔以及APTES、GA和双抗体（CD63抗体和EpCAM抗体）每一步修饰后的纳米通道膜进行X射线光电子能谱（XPS）和接触角（CA）分析。XPS数据是使用ESCALAB250XiXPS获得的，源枪类型为Al和K。使用HM22-SDC-200S光学接触角测量仪获得氧化铝纳米通道膜上的接触角的数据。为了验证双抗体是否成功同时修饰在纳米通道表面，我们将采用荧光抗体进行实验。按上述实验步骤将两种荧光抗体修饰在纳米通道局部表面，未修饰的部分作为空白对照。通过荧光显微镜OlympusDP72获得成功修饰双抗体的荧光特性。1.4结果与讨论1.4.1多孔阳极氧化铝纳米通道的SEM表征用场发射扫描电子显微镜来表征PAA纳米通道的孔径大校由于PAA纳米通道膜不导电，因此在表征前先使用离子溅射仪喷镀上了一层铂金，增加其表面的导电性，以更好地观察孔径形状与大校结果如图1-2所示，圆柱形的纳米通道分布均匀，其平均孔径约为25nm，这与厂家所提供的尺寸一致（20-30nm）。图1-2：PAA纳米通道的场发射扫描电子显微镜表征（SEM），比例尺为100nm。
双抗体功能化的纳米通道生物传感器高灵敏检测外泌体111.4.2双抗体功能化的纳米通道生物传感器修饰过程的电学表征在该实验中，通过相应的I-V曲线验证了纳米通道的成功修饰。如图1-3所示，在1PBS（pH7.4）电解质中测得的未修饰的纳米通道显示出线性的I-V曲线，在-1V时的电流为-1.2mA。这是因为该纳米通道是圆柱形且未修饰。由于氧化铝的等电点为9.0，因此PAA膜的表面在pH为7.4的电解液中具有大量正电荷。用APTES修饰后，纳米通道的离子电流稍降低。这是由于APTES的成功组装降低了纳米通道表面的润湿性，因此在一定程度上影响了离子通过纳米通道的传输能力[92]。如图所示，在不带电荷的戊二醛与APTES通过希夫反应发生共价相互作用后，-1V处的离子电流从-1.03mA降低至-0.32mA，相应降低了68％。这是因为当不带电的戊二醛修饰到纳米通道的表面时，纳米通道表面上的正电荷减少，导致离子电流进一步降低。用带负电荷的抗体修饰后，纳米通道表面的负电荷增加，并且-1V的离子电流增加至-0.6mA。此后，通道表面上未反应的活性位点被10mg/mLBSA封闭，由于未反应的活性位点较少，因此BSA封闭后的电流没有明显变化。I-V曲线中的这些变化表明纳米通道已经如预期的那样成功地被逐步修饰。图1-3：双抗体功能化的纳米通道修饰过程的I-V曲线，电解质为1PBS（pH7.4）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电化学生物传感器的核酸肿瘤标志物检测研究进展[J]. 卢宇勋,李灿鹏,赵卉. 中国科学:生命科学. 2019(07)
[2]Monitoring disulfide bonds making and breaking in biological nanopore at single molecule level[J]. Bing Zhou,Ya-Qian Wang,Chan Cao,Da-Wei Li,Yi-Tao Long. Science China（Chemistry）. 2018(11)
[3]A single biomolecule interface for advancing the sensitivity, selectivity and accuracy of sensors[J]. Yi-Lun Ying,Chan Cao,Yong-Xu Hu,Yi-Tao Long. National Science Review. 2018(04)
[4]国外纳米生物传感器研究新进展[J]. 冯瑞华. 新材料产业. 2010(05)
[5]纳米生物传感器[J]. 樊春海. 世界科学. 2008(11)
本文编号：3318734
【文章来源】：湖北中医药大学湖北省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1-1：双抗体功能化纳米通道的修饰过程示意图
湖北中医药大学2020届硕士学位论文10在室温下进行。1.3.5纳米通道修饰过程的表征实验我们按上述实验修饰过程进行实验，分别将裸孔以及APTES、GA和双抗体（CD63抗体和EpCAM抗体）每一步修饰后的纳米通道膜进行X射线光电子能谱（XPS）和接触角（CA）分析。XPS数据是使用ESCALAB250XiXPS获得的，源枪类型为Al和K。使用HM22-SDC-200S光学接触角测量仪获得氧化铝纳米通道膜上的接触角的数据。为了验证双抗体是否成功同时修饰在纳米通道表面，我们将采用荧光抗体进行实验。按上述实验步骤将两种荧光抗体修饰在纳米通道局部表面，未修饰的部分作为空白对照。通过荧光显微镜OlympusDP72获得成功修饰双抗体的荧光特性。1.4结果与讨论1.4.1多孔阳极氧化铝纳米通道的SEM表征用场发射扫描电子显微镜来表征PAA纳米通道的孔径大校由于PAA纳米通道膜不导电，因此在表征前先使用离子溅射仪喷镀上了一层铂金，增加其表面的导电性，以更好地观察孔径形状与大校结果如图1-2所示，圆柱形的纳米通道分布均匀，其平均孔径约为25nm，这与厂家所提供的尺寸一致（20-30nm）。图1-2：PAA纳米通道的场发射扫描电子显微镜表征（SEM），比例尺为100nm。
双抗体功能化的纳米通道生物传感器高灵敏检测外泌体111.4.2双抗体功能化的纳米通道生物传感器修饰过程的电学表征在该实验中，通过相应的I-V曲线验证了纳米通道的成功修饰。如图1-3所示，在1PBS（pH7.4）电解质中测得的未修饰的纳米通道显示出线性的I-V曲线，在-1V时的电流为-1.2mA。这是因为该纳米通道是圆柱形且未修饰。由于氧化铝的等电点为9.0，因此PAA膜的表面在pH为7.4的电解液中具有大量正电荷。用APTES修饰后，纳米通道的离子电流稍降低。这是由于APTES的成功组装降低了纳米通道表面的润湿性，因此在一定程度上影响了离子通过纳米通道的传输能力[92]。如图所示，在不带电荷的戊二醛与APTES通过希夫反应发生共价相互作用后，-1V处的离子电流从-1.03mA降低至-0.32mA，相应降低了68％。这是因为当不带电的戊二醛修饰到纳米通道的表面时，纳米通道表面上的正电荷减少，导致离子电流进一步降低。用带负电荷的抗体修饰后，纳米通道表面的负电荷增加，并且-1V的离子电流增加至-0.6mA。此后，通道表面上未反应的活性位点被10mg/mLBSA封闭，由于未反应的活性位点较少，因此BSA封闭后的电流没有明显变化。I-V曲线中的这些变化表明纳米通道已经如预期的那样成功地被逐步修饰。图1-3：双抗体功能化的纳米通道修饰过程的I-V曲线，电解质为1PBS（pH7.4）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电化学生物传感器的核酸肿瘤标志物检测研究进展[J]. 卢宇勋,李灿鹏,赵卉. 中国科学:生命科学. 2019(07)
[2]Monitoring disulfide bonds making and breaking in biological nanopore at single molecule level[J]. Bing Zhou,Ya-Qian Wang,Chan Cao,Da-Wei Li,Yi-Tao Long. Science China（Chemistry）. 2018(11)
[3]A single biomolecule interface for advancing the sensitivity, selectivity and accuracy of sensors[J]. Yi-Lun Ying,Chan Cao,Yong-Xu Hu,Yi-Tao Long. National Science Review. 2018(04)
[4]国外纳米生物传感器研究新进展[J]. 冯瑞华. 新材料产业. 2010(05)
[5]纳米生物传感器[J]. 樊春海. 世界科学. 2008(11)
本文编号：3318734
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/zlx/3318734.html
