循环肿瘤细胞及外泌体的检测
发布时间：2021-11-20 03:32
近年来,恶性肿瘤成为威胁人类健康安全的一大重要因素。循环肿瘤细胞（CTCs）以及外泌体（Exosomes）作为典型的癌症生物标志物,为肿瘤的分子诊断和监测提供了新思路。本课题开发了一种基于表面增强拉曼（SERS）和光致电化学（PEC）技术以实现对循环肿瘤细胞和外泌体检测的方法。（1）基于拉曼探针在敏感SERS分析中起着至关重要的作用,通过静电作用将金纳米颗粒组装在DNA三棱锥结构中（TP-Au NPs）,开发了一种新型的拉曼探针,这种具有强烈电磁热点的探针可以显著增强拉曼散射。通过在TP-DNA的顶端上组装识别DNA,使得识别结果是确定的和可设计的。利用透射电镜（TEM）及原子力显微镜（AFM）等对探针进行了表征,并研究了其SERS的优越性能。（2）分别选取CTCs和外泌体作为典型目标物,然后利用所合成的新型探针对其进行了检测。在检测CTCs过程中,将EpCAM适体链用作识别元件,在最佳实验条件下可以在过量的HEK-293T细胞中检测到5-100000 cells/mL MCF-7细胞,并且能够在未富集的人外周血中观察到3-500 cells/m L CTCs的线性范围。对于外泌体的检...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）拉曼，（b）局部表面等离子体共振（LSPR）和（c）SERS增强的示意图
青岛科技大学研究生学位论文3势有效地研究SERS机理，这为该项目的理论验证实验设计提供了一种途径。图1-2半导体增强拉曼散射的示意图。Fig.1-2Schematicofsemiconductor-enhancedRamanscattering.为了更深入地了解电子转移机理，Guo等人提出了一种夹心结构，以观察半导体与探针分子之间的SERS效果[8]。利用TiO2-4-巯基苯甲酸（MBA）-CdS和CdS-MBA-TiO2两种不同结构，探索了基于SERS的TiO2和CdS纳米粒子之间的电子转移过程。4-MBA被用作CdS和TiO2纳米粒子之间的接头和探针分子，表现出拉曼强度和拉曼位移的明显变化。由于对MBA分子的偶极矩的影响，两种不同的结构获得了不同的化学增强效果。1.1.3.2金属/半导体复合基底单一纳米材料的性能有局限性，因此复合材料已被开发并具有相当高的应用价值。与单一纳米材料相比，由两种以上材料组成的复合材料性能大大提高，应用价值提高，应用领域更加广阔。因此，贵金属和半导体复合材料的开发可以扩展SERS技术的理论和应用发展。新型复合SERS活性基底的设计和开发对SERS的理论和应用研究都是有益的。贵金属已经与传统的半导体材料复合，并且由于其相对简单的回收和出色的性能而成为SERS研究的热点。在贵金属-半导体结构中，贵金属在可见光区域表现出很强的SPR效应，可以扩大光吸收。同时，贵金属通常具有比半导体低的费米能级，它们可以促进光生电子和空穴的分离效果，进而有助于提高金属之间的电子转移效率。为扩大SERS的适用性，研究人员利用金属/半导体复合材料作为SERS基底，观察吸附在半导体表面探针分子的SERS信号。设计了一系列用于研究CE的系统，包括Ag/CuO纳米复合材料和Ag/4-MPH/TiO2复合物，Au/ZnO/PATP/Ag和TiO2-MBA-Au等[9]。如图1-3所示，在Cu/ZnO/PATP/Ag组装中，发现通过调节与材?
循环肿瘤细胞及外泌体的检测4制备用于医学检测的高活性SERS基底，而且还可以用于磁性和光降解等方面。图1-3Cu/ZnO/PATP/Ag系统增强拉曼散射的示意图。Fig.1-3SchematicdiagramofCu/ZnO/PATP/AgsystemenhancedRamanscatteringZhao的小组通过金属与半导体（TiO2，ZnO，CuO等）之间的直接接触界面研究了SERS效应，并调节了由金属-半导体异质结引起的电子转移过程。该实验为研究金属-半导体复合系统中的SERS机理提供了新的策略[10,11]。金属-半导体异质结具有改善可见光响应和光激发电子-空穴寿命的特性。金属与半导体之间的直接接触界面为系统提供了一个光耦合器界面通道，从而提高了电荷分离效率。随着纳米制造技术的发展，研究者采用了逐层溅射和共溅射技术在纳米阵列模板上制造金属/半导体材料。在SERS和SPR研究中，已在阵列结构上进行了Cu2S和Ag的逐层溅射。使用4-MBA作为探针分子并使用不同波长的激发线进行激发，可以获得增强的拉曼光谱（图1-4）。这种增强是由于在某些激发波长下激发跃迁和电子-半导体跃迁的组合。对这种复合结构的研究为检查表面等离子体的振荡调节和电子转移机理提供了一种新方法。图1-4SERS观察到的与Ag和Cu2S共溅射的载流子密度依赖性LSPR和电子转移的示意图。Fig.1-4Schematicofthecarrierdensity-dependentLSPRandelectrontransferobservedbySERSforthecosputteringofAgandCu2S.
本文编号：3506478
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）拉曼，（b）局部表面等离子体共振（LSPR）和（c）SERS增强的示意图
青岛科技大学研究生学位论文3势有效地研究SERS机理，这为该项目的理论验证实验设计提供了一种途径。图1-2半导体增强拉曼散射的示意图。Fig.1-2Schematicofsemiconductor-enhancedRamanscattering.为了更深入地了解电子转移机理，Guo等人提出了一种夹心结构，以观察半导体与探针分子之间的SERS效果[8]。利用TiO2-4-巯基苯甲酸（MBA）-CdS和CdS-MBA-TiO2两种不同结构，探索了基于SERS的TiO2和CdS纳米粒子之间的电子转移过程。4-MBA被用作CdS和TiO2纳米粒子之间的接头和探针分子，表现出拉曼强度和拉曼位移的明显变化。由于对MBA分子的偶极矩的影响，两种不同的结构获得了不同的化学增强效果。1.1.3.2金属/半导体复合基底单一纳米材料的性能有局限性，因此复合材料已被开发并具有相当高的应用价值。与单一纳米材料相比，由两种以上材料组成的复合材料性能大大提高，应用价值提高，应用领域更加广阔。因此，贵金属和半导体复合材料的开发可以扩展SERS技术的理论和应用发展。新型复合SERS活性基底的设计和开发对SERS的理论和应用研究都是有益的。贵金属已经与传统的半导体材料复合，并且由于其相对简单的回收和出色的性能而成为SERS研究的热点。在贵金属-半导体结构中，贵金属在可见光区域表现出很强的SPR效应，可以扩大光吸收。同时，贵金属通常具有比半导体低的费米能级，它们可以促进光生电子和空穴的分离效果，进而有助于提高金属之间的电子转移效率。为扩大SERS的适用性，研究人员利用金属/半导体复合材料作为SERS基底，观察吸附在半导体表面探针分子的SERS信号。设计了一系列用于研究CE的系统，包括Ag/CuO纳米复合材料和Ag/4-MPH/TiO2复合物，Au/ZnO/PATP/Ag和TiO2-MBA-Au等[9]。如图1-3所示，在Cu/ZnO/PATP/Ag组装中，发现通过调节与材?
循环肿瘤细胞及外泌体的检测4制备用于医学检测的高活性SERS基底，而且还可以用于磁性和光降解等方面。图1-3Cu/ZnO/PATP/Ag系统增强拉曼散射的示意图。Fig.1-3SchematicdiagramofCu/ZnO/PATP/AgsystemenhancedRamanscatteringZhao的小组通过金属与半导体（TiO2，ZnO，CuO等）之间的直接接触界面研究了SERS效应，并调节了由金属-半导体异质结引起的电子转移过程。该实验为研究金属-半导体复合系统中的SERS机理提供了新的策略[10,11]。金属-半导体异质结具有改善可见光响应和光激发电子-空穴寿命的特性。金属与半导体之间的直接接触界面为系统提供了一个光耦合器界面通道，从而提高了电荷分离效率。随着纳米制造技术的发展，研究者采用了逐层溅射和共溅射技术在纳米阵列模板上制造金属/半导体材料。在SERS和SPR研究中，已在阵列结构上进行了Cu2S和Ag的逐层溅射。使用4-MBA作为探针分子并使用不同波长的激发线进行激发，可以获得增强的拉曼光谱（图1-4）。这种增强是由于在某些激发波长下激发跃迁和电子-半导体跃迁的组合。对这种复合结构的研究为检查表面等离子体的振荡调节和电子转移机理提供了一种新方法。图1-4SERS观察到的与Ag和Cu2S共溅射的载流子密度依赖性LSPR和电子转移的示意图。Fig.1-4Schematicofthecarrierdensity-dependentLSPRandelectrontransferobservedbySERSforthecosputteringofAgandCu2S.
本文编号：3506478
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