电致化学发光成像系统用于肿瘤标志物的检测及诊疗一体化研究
发布时间：2022-01-02 06:31
电致化学发光成像（Electrochemiluminescence imaging,ECL imaging）是一种基于氧化还原反应的检测方法,利用电子倍增相机等光学仪器将电生物质的电信号转化成图像。目前,ECL成像已经成功应用于肿瘤组织检测,蛋白质检测,单纳米颗粒检测,活细胞-基质检测,肿瘤标志物检测等。诊疗一体化是一种用于肿瘤研究的新方法,通过输出可视化的信号实现肿瘤标志物的检测,检测后利用多功能药物探针的靶向性使肿瘤高效凋亡,实现肿瘤的诊疗一体化研究。本实验将电致化学发光成像与诊疗一体化结合,构建了一个诊疗一体化的电致化学发光成像系统,通过输出ECL图像,成功实现了对肿瘤标志物micro RNA-21和核仁素的检测;此外,利用多功能药物载体靶向肿瘤标志物,成功实现了对肿瘤的高效治疗。具体研究工作如下:（1）电致化学发光成像联合化学-光热疗法用于micro RNA-21的检测及肿瘤治疗microRNA-21参与调控肿瘤的产生、生长和转移过程,几乎在人类所有恶性肿瘤中表达,是一种用于肿瘤早期诊断的生物标志物。本文将电致化学发光成像用于micro RNA的检测,肿瘤细胞在药物探针Au N...
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Ru(bpy)32+的结构和Ru(bpy)33+/Ru(bpy)32+的ECL机理[12]
掺杂金属离子或组成来改变其表面的状态。通常，将金属离子掺杂剂掺入NCs中创建新的电子能级或扰动主体能级来提高ECL效率[14]。CdSNCs是II-VI半导体NCs中应用最广泛的ECL发射体之一，因其在水溶液中易于制备而在分析领域中具有应用潜在[15-17]。H2O2作为半导体NCs在阴极的ECL共反应剂，在存在共反应物H2O2时，随着电极电位变得足够负，CdSNCs还原为(CdS)-，共反应物H2O2还原为OH，可以与(CdS)-发生反应，从而获得中间体(CdS)*。中间体在水溶液中发光以产生ECL信号。因此，CdSNCs的ECL过程由以下等式表示：图1.2CdS与H2O2反应的ECL机理[17]。Figure1.2MechanismoftheECLofCdSreactedwithH2O2.ECL检测技术具有许多的优势，首先，ECL不需要外部光源，简化检测设备降低背景噪声。其次，与化学发光（CL）进行比较，ECL发光只发生在电极的扩散层中，导致ECL可以控制发光反应时间和发光位置，提高了选择性，简化性和可重复性，可通过使用多电极同时测定同一样品中的多种分析物。最后，ECL反应是一个循环过程，ECL发光体的再生使他们能够与过量的反应物继续进行ECL反应，每个反应周期都会产生许多光子，这些光子可以显着提高ECL的灵敏度[18]。ECL用于细胞识别和跟踪主要是通过对细胞表面碳水化合物和蛋白质的特异性识别，Ding课题组将ECL应用于快速检测Ramos细胞系，高亲和力DNA适体用于信号识别，磁珠用链霉亲和素涂层，既作为分离工具又用作固定基质，可实现每毫升100个Ramos细胞的测量[19]。此外，利用适体和磁珠的独特属性，ECL还在靶细胞和对照细胞之间具有出色选择性，在现场诊断和特定疾病的筛查方面效果突出。Sojic课题组将ECL作为一种输出方式，用于测定微珠在免疫测定中的ECL现象[20]。
上馵22]。作为概念验证，选择了一种模型细胞系统，在玻璃碳电极上进行了研究；选择基于碳纳米管CNT的喷墨打印一次性电极用于肿瘤细胞上过表达标记血浆受体的直接ECL成像，通过标记整个细胞膜证明了在电极表面紧邻区域（即1-2μm）就可以检测到ECL发射，直接绘制了肿瘤细胞中过表达的质膜受体的ECL图谱，扩展了ECL细胞成像的诊断应用范围。ECL发光基团与抗体连接，将ECL生成定位在紧邻电极表面的癌细胞膜上。由于ECL发光的刺激不受背景信号的影响，这种表面修饰的ECL成像在超灵敏单细胞成像分析中具有广阔的应用前景。图1.3单细胞ECL成像的原理图[22]。Figure1.3SchematicprinciplefortheECLimagingofsinglecells.
【参考文献】：
期刊论文
[1]Up-conversion fluorescence biosensor for sensitive detection of CA-125 tumor markers[J]. Jingshi Liu,Sai Xu,Liheng Sun,Songtao Hu,Jiao Sun,Min Liu,Cui Ma,Haipeng Liu,Ziqing Wang,Ying Yang,Biao Dong,Decheng Hong. Journal of Rare Earths. 2019(09)
本文编号：3563665
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Ru(bpy)32+的结构和Ru(bpy)33+/Ru(bpy)32+的ECL机理[12]
掺杂金属离子或组成来改变其表面的状态。通常，将金属离子掺杂剂掺入NCs中创建新的电子能级或扰动主体能级来提高ECL效率[14]。CdSNCs是II-VI半导体NCs中应用最广泛的ECL发射体之一，因其在水溶液中易于制备而在分析领域中具有应用潜在[15-17]。H2O2作为半导体NCs在阴极的ECL共反应剂，在存在共反应物H2O2时，随着电极电位变得足够负，CdSNCs还原为(CdS)-，共反应物H2O2还原为OH，可以与(CdS)-发生反应，从而获得中间体(CdS)*。中间体在水溶液中发光以产生ECL信号。因此，CdSNCs的ECL过程由以下等式表示：图1.2CdS与H2O2反应的ECL机理[17]。Figure1.2MechanismoftheECLofCdSreactedwithH2O2.ECL检测技术具有许多的优势，首先，ECL不需要外部光源，简化检测设备降低背景噪声。其次，与化学发光（CL）进行比较，ECL发光只发生在电极的扩散层中，导致ECL可以控制发光反应时间和发光位置，提高了选择性，简化性和可重复性，可通过使用多电极同时测定同一样品中的多种分析物。最后，ECL反应是一个循环过程，ECL发光体的再生使他们能够与过量的反应物继续进行ECL反应，每个反应周期都会产生许多光子，这些光子可以显着提高ECL的灵敏度[18]。ECL用于细胞识别和跟踪主要是通过对细胞表面碳水化合物和蛋白质的特异性识别，Ding课题组将ECL应用于快速检测Ramos细胞系，高亲和力DNA适体用于信号识别，磁珠用链霉亲和素涂层，既作为分离工具又用作固定基质，可实现每毫升100个Ramos细胞的测量[19]。此外，利用适体和磁珠的独特属性，ECL还在靶细胞和对照细胞之间具有出色选择性，在现场诊断和特定疾病的筛查方面效果突出。Sojic课题组将ECL作为一种输出方式，用于测定微珠在免疫测定中的ECL现象[20]。
上馵22]。作为概念验证，选择了一种模型细胞系统，在玻璃碳电极上进行了研究；选择基于碳纳米管CNT的喷墨打印一次性电极用于肿瘤细胞上过表达标记血浆受体的直接ECL成像，通过标记整个细胞膜证明了在电极表面紧邻区域（即1-2μm）就可以检测到ECL发射，直接绘制了肿瘤细胞中过表达的质膜受体的ECL图谱，扩展了ECL细胞成像的诊断应用范围。ECL发光基团与抗体连接，将ECL生成定位在紧邻电极表面的癌细胞膜上。由于ECL发光的刺激不受背景信号的影响，这种表面修饰的ECL成像在超灵敏单细胞成像分析中具有广阔的应用前景。图1.3单细胞ECL成像的原理图[22]。Figure1.3SchematicprinciplefortheECLimagingofsinglecells.
【参考文献】：
期刊论文
[1]Up-conversion fluorescence biosensor for sensitive detection of CA-125 tumor markers[J]. Jingshi Liu,Sai Xu,Liheng Sun,Songtao Hu,Jiao Sun,Min Liu,Cui Ma,Haipeng Liu,Ziqing Wang,Ying Yang,Biao Dong,Decheng Hong. Journal of Rare Earths. 2019(09)
本文编号：3563665
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