多功能复合纳米材料与微流控芯片技术的集成及其在分析检测上的应用

发布时间：2017-08-19 06:12

  本文关键词：多功能复合纳米材料与微流控芯片技术的集成及其在分析检测上的应用

  更多相关文章： 纳米功能复合材料 表面增强拉曼检测 微流控芯片 循环肿瘤细胞

【摘要】：纳米功能复合材料是一种理化性质稳定、具有多种性质或者功能的纳米复合材料。因其多功能且合成方法简单化、多样化的优势,已经被广泛应用于各科研及科技领域。同时在现代微制造技术不断发展的趋势下,将多功能复合纳米材料结合微芯片,借助微流芯片技术微型化、集成化及功能复合材料的功能化的优点,开展了众多的应用研究,此领域内也已经取得了众多阶段性的成果。本硕士论文基于多功能复合纳米材料与微流控芯片技术集成系统,开展了它在分析与检测上的应用方面的相关研究:我们通过层层组装的方法,在四氧化三铁纳米颗粒表面原位生长了一层不规则金层,制备了复合金属元素的超顺磁性纳米颗粒,利用此复合材料的磁响应特点,结合微流芯片软胶刻技术,制备了快速组装微阵列超顺磁性Fe3O4@Au纳米团簇作为表面增强拉曼可再生基底;同时制备了一种磁性复合的上转换功能纳米材料,通过特异性靶向癌细胞且与设计的粗糙硅纳米线阵列微流芯片结合,可实现在微流芯片内对于循环肿瘤细胞的灵敏捕捉与数量分析及检测。主要的研究内容概括如下:第一章:简要介绍了纳米功能复合材料的种类及应用,以及简单介绍了微流控芯片的特点和与纳米功能复合材料相结合的平台的几方面应用。第二章:超顺磁性Fe3O4@Au纳米团簇作为表面增强拉曼可再生基底。我们通过水热法合成出粒径均一的四氧化三铁纳米颗粒,并通过修饰DA及吸附金种和原位生长的方式在其表面复合了一层形貌不规则的金层。借助此超顺磁性纳米材料的磁响应特点,我们在微坑阵列硅基质模板上制成了均一的可再生表面增强拉曼基底,同时利用微流芯片软胶刻的技术,将微坑阵列图案及组装的磁性复合纳米颗粒转移至凝胶之上,此凝胶基质的基底也可作为表面增强拉曼检测的简单、快速的平台。此外,利用FDTD模拟成功应用于计算用此方式自组装的Fe3O4@Au纳米团簇周围的电子共振区域的增强效果,帮助我们对颗粒之间电磁区域增强的强弱分布有详细直观的了解。第三章:光磁复合上转换材料结合微流控技术用于循环肿瘤细胞的捕捉与检测。我们发展了上转换光学和磁响应性质的多功能复合纳米材料和硅纳米线阵列为基底的微流控芯片来检测循环肿瘤细胞的方法,利用该装置实现了循环肿瘤细胞的高效率捕捉与高灵敏度检测。此外,我们还利用该技术检测了临床肿瘤病人样品,得到的检测结果与临床诊断结论基本吻合。总之,本论文对有着特殊性能的纳米功能复合材料在与微流控芯片技术结合的平台下,对其在分析和检测上的应用进行了研究和探讨。我们的研究鼓舞了纳米功能复合材料与芯片技术集成平台的更广泛的应用。
【关键词】：纳米功能复合材料 表面增强拉曼检测 微流控芯片 循环肿瘤细胞
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R730.4;TB33
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 引言10-35
• 1.1 引言10
• 1.2 纳米材料概述10-16
• 1.3 纳米功能复合材料16-23
• 1.3.1 光学性能纳米功能复合材料17
• 1.3.2 磁学性能纳米功能复合材料17-19
• 1.3.3 热学性能纳米功能复合材料19-21
• 1.3.4 力学性能纳米功能复合材料21-22
• 1.3.5 化学性能设计纳米功能复合材料22-23
• 1.4 微流控芯片概述23-24
• 1.5 纳米功能复合材料集成微流控芯片及应用24-34
• 1.5.1 在分离上的应用24-25
• 1.5.2 在分析上的应用25-27
• 1.5.3 在检测上的应用27-30
• 1.5.4 在材料制备上的应用30-34
• 1.6 本课题的选题依据及研究内容34-35
• 第二章 快速组装微阵列超顺磁性纳米团簇作为表面增强拉曼可再生基底35-56
• 2.1 引言35-36
• 2.2 实验部分36-40
• 2.2.1 实验试剂36
• 2.2.2 实验步骤36-39
• 2.2.3 仪器表征39-40
• 2.3 实验结果与讨论40-54
• 2.3.1 制备四氧化三铁包金纳米颗粒40-41
• 2.3.2 表征四氧化三铁包金纳米颗粒41-43
• 2.3.3 表面增强拉曼硅片阵列基底的制备43-45
• 2.3.4 硅片阵列基底的表面增强拉曼应用45-49
• 2.3.5 凝胶复制图案转移材料的基底制备49-51
• 2.3.6 凝胶基底的表面增强拉曼应用51-53
• 2.3.7 模拟实验部分53-54
• 2.4 本章小结54-56
• 第三章 磁性上转换纳米复合材料和硅纳米线阵列集成微流控技术用于循环肿瘤细胞的分离和检测56-70
• 3.1 引言56-57
• 3.2 实验部分57-60
• 3.2.1 实验试剂57
• 3.2.2 实验步骤57-60
• 3.2.3 仪器表征60
• 3.3 实验结果与讨论60-68
• 3.3.1 制备功能复合纳米材料61-62
• 3.3.2 制备硅线阵列微流芯片62-63
• 3.3.3 细胞捕获实验63-67
• 3.3.4 临床实验67-68
• 3.4 本章小结68-70
• 第四章 结论与展望70-72
• 4.1 结论70-71
• 4.2 展望71-72
• 参考文献72-84
• 攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文84-85
• 致谢85-86

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