基于工具酶及纳米材料的新型肿瘤标志物检测方法研究

发布时间：2017-08-25 08:16

  本文关键词：基于工具酶及纳米材料的新型肿瘤标志物检测方法研究

  更多相关文章： 肿瘤细胞 过氧化物模拟酶 前列腺特异性抗原 生物传感器 DNA机器

【摘要】：在恶性肿瘤的临床筛查和诊断中,肿瘤细胞和肿瘤标志物的早期高灵敏检测十分重要。构建针对肿瘤疾病的特异性生物传感器具有很多如简便、快速、准确、灵敏等优良特性,因此被广泛地用于小分子蛋白、核酸、大分子蛋白甚至是肿瘤细胞的检测。新型的具有类过氧化物活性的纳米材料有易于储存、成本低、高的底物专一性、高催化活性等优良性能,加之DNA具有化学稳定性好、容易标记,以及序列可设计等优势,把它们用于生物传感器构建吸引了越来越多的学者高度关注。本论文致力于运用电化学方法和荧光法作为检测手段,基于具有类过氧化物酶活性的复合纳米材料还有核酸工具酶、DNA扩增技术,构建基于新型类过氧化物酶复合材料及DNA工具酶多重等温循环策略的新型的生物传感器用于肿瘤细胞和肿瘤标志物的高灵敏检测。本论文主要包括以下内容:1.基于石墨烯、铁卟啉、金纳米棒的新型类过氧化物酶复合材料用于细胞表面糖基的高灵敏检测本文利用简单方法合成了一种新颖的具有类过氧化物酶活性的石墨烯家族三重复合物。这种基于石墨烯的三重复合物首次被报道,且其表面修饰富有大量正电荷的金纳米棒,通过石墨烯的优良电子转移性能及三种材料的协同作用,大大提高了石墨烯家族纳米材料类过氧化酶的催化活性。实验表明这种方法合成的石墨烯三重复合物(H-RGO-Au NRs)与单纯石墨烯(GO),石墨烯-铁卟啉复合物(H-RGO)以及表面修饰球形纳米金结构的H-RGO-Au纳米材料复合物相比具有更好的电催化性能。将这种过氧化物模拟酶用于K562细胞表面糖基的检测,获得了低至10个细胞的低检测限。此项发现提供了一种新的合成具有类过氧化物酶活性的石墨烯类功能复合纳米材料的新方法,并有希望广泛应用于简单、灵敏和高选择性的生物传感器的构建中,通过H2O2的简单催化反应检测细胞内外的核酸、蛋白等重要生命物质。2.基于DNA多重等温循环放大策略灵敏检测前列腺特异性抗原前列腺特异性抗原(PSA),是用于前列腺癌的术前诊断最重要的血清生物标志物。本文提出了一种简单的基于DNA多重等温循环反应的放大策略,用于灵敏检测PSA。DNA多重等温循环放大策略与未使用相比其检出限降低了400多倍,并且这种方法可以实现大多数没有相应适体的蛋白质生物分子标志物的检测。这种策略已经应用到蛋白质抗原的检测,并发展成一种非常简单便利的检测PSA抗原的传感方法。这种传感方法不仅避免了纳米材料合成的复杂和不稳定性,而且有很强的放大效应。此项发现提供了一种非常有发展前景的方法,运用DNA多重等温循环放大策略,通过改变相应的抗体,也可以应用到人体血清的其他抗原的检测。在精确微创临床诊断学中,为人类血清蛋白的检测提供了一种高智能传感策略。
【关键词】：肿瘤细胞 过氧化物模拟酶 前列腺特异性抗原 生物传感器 DNA机器
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R730.43
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 第一章 绪论10-33
• 1.1 肿瘤标志物10-11
• 1.2 纳米材料11-22
• 1.2.1 基于纳米材料的生物传感器及其在肿瘤标志物检测中的应用12-14
• 1.2.2 具有模拟酶功能的纳米材料14-16
• 1.2.3 基于具有模拟酶功能的纳米材料的传感器16-22
• 1.2.3.1 基于模拟酶功能的石墨烯复合物传感器16-19
• 1.2.3.2 基于模拟酶功能的碳纳米管传感器19-20
• 1.2.3.3 基于磁性纳米材料模拟酶的传感器20-22
• 1.3 DNA工具酶和基于DNA工具酶的信号放大22-26
• 1.4 本论文的研究目的、意义26-28
• 参考文献28-33
• 第二章 基于石墨烯、hemin、金纳米棒的新型类过氧化物酶复合材料用于细胞表面糖基的高灵敏检测33-55
• 2.1 引言33-34
• 2.2 实验试剂与仪器设备34-35
• 2.2.1 试剂与材料34-35
• 2.2.2 主要仪器设备35
• 2.3 实验部分35-39
• 2.3.1 细胞的培养及处理35
• 2.3.2 石墨烯三重复合物(H-RGO-Au NRs)的制备35-36
• 2.3.3 探针(Con A-H-RGO-Au NRs)的制备36-37
• 2.3.4 金电极金纳米薄膜 (AuNF) 的制备37
• 2.3.5 生物传感器的制备37-38
• 2.3.6 单糖抑制试验38-39
• 2.3.7 电化学检测39
• 2.4 结果与讨论39-50
• 2.4.1 石墨烯三重复合物(H-RGO-Au NRs)的表征39-41
• 2.4.2 H-RGO-Au NRs的类过氧化物酶活性的检测41-44
• 2.4.3 生物传感器构建过程中的电化学表征44-46
• 2.4.4 构建生物传感器条件的优化46-47
• 2.4.5 传感器对细胞浓度的定量检测47-48
• 2.4.6 传感器对的特异性48-50
• 2.5 结论50-51
• 参考文献51-55
• 第三章 基于DNA多重等温循环放大策略灵敏检测前列腺特异性抗原55-72
• 3.1 引言55-56
• 3.2 实验试剂与仪器设备56-58
• 3.2.1 试剂与材料56-57
• 3.2.2 主要仪器设备57-58
• 3.3 实验部分58-59
• 3.3.1 金电极上的三明治夹心免疫反应58
• 3.3.2 Nb.BtSI的固定与DNA机器的操作58
• 3.3.3 荧光测量和电化学检测58-59
• 3.4 结果与讨论59-66
• 3.4.1 传感机制的构建59-60
• 3.4.2 传感器的可行性和选择性60-62
• 3.4.3 构建传感器条件的优化62-63
• 3.4.4 传感器对PSA的检测63-64
• 3.4.5 实际样品的检测64-65
• 3.4.6 对比实验65-66
• 3.5 结论66-68
• 参考文献68-72
• 攻读硕士学位期间的研究成果72-73
• 致谢73

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