检索结果-南通市图书馆

作者：曹原中国科学技术大学

学位级别：硕士

质谱分析法是一种具有高特异性和高灵敏性的检测方法,在医药分析、生命科学和环境检测等领域应用广泛。常规的质谱分析中对复杂基质样品的前处理过程耗时耗力,而敞开式大气压离子源质谱分析无需或者仅需少量样品前处理,由于有着实时、... 详细信息

质谱分析法是一种具有高特异性和高灵敏性的检测方法,在医药分析、生命科学和环境检测等领域应用广泛。常规的质谱分析中对复杂基质样品的前处理过程耗时耗力,而敞开式大气压离子源质谱分析无需或者仅需少量样品前处理,由于有着实时、原位和在线分析的优点近些年来得到了迅速发展。纸喷雾离子源是一种敞开式大气压离子源,纸喷雾质谱分析可以在一张纸上进行,样品加在纸基质表面,溶剂在高压电场作用下将分析物溶解、萃取和迁移到三角形纸基质尖端,继而分析物离子化进入质谱口检测。纸喷雾质谱方法操作简单且成本低廉,有着较好的应用前景。随着纸喷雾质谱的发展和分析要求的提高,关于纸喷雾质谱方法的改进也是研究的热点。溶剂是影响纸喷雾质谱分析性能的重要因素,不仅起到萃取样品和迁移样品的作用,还对喷雾时间和检测效率有着重要影响,因此对纸喷雾质谱中的溶剂进行研究有着重要的意义,但目前关于溶剂的研究仍存在以下问题:1.纸芯片-质谱方法中的溶剂在纸芯片的纸基质上流动较慢,溶剂的流速有待提高;2.纸喷雾质谱方法中的溶剂存在容易蒸发的现象,导致喷雾时间和检测时间较短,并且溶剂载着样品向纸尖端迁移离子化时易向纸基质四周扩散,影响了目标物的检测灵敏度。基于上述问题,本文对纸喷雾质谱方法改进及应用做出一定研究,主要从以下两个方面展开。第一部分提出流速提高的纸芯片-质谱方法,包括设计制作刻凹槽纸芯片和双层纸芯片来提高溶剂在纸芯片上的流速,并与普通纸芯片展开对比研究。在刻凹槽纸芯片中,在亲水通道上顺着液体流动的路径刻纵向的微米尺寸的凹槽,通过层流作用来提高溶剂的流速。在双层纸芯片中,在单层纸芯片上多引入一层亲水通道,增大亲水通道中的有效孔径来提高溶剂的流速。在纸芯片-质谱分析实验中,相较于普通纸芯片-质谱方法,刻凹槽纸芯片-质谱和双层纸芯片-质谱方法中溶剂的流速得到提高。第二部分提出四氟管辅助纸喷雾质谱方法,其装置是将带尖端的长方形纸条装入四氟管,只露出纸的前端和后端,前端靠近质谱口离子化,后端处加电压。与普通纸喷雾质谱方法相较,四氟管辅助纸喷雾质谱方法可有效减少易蒸发溶剂(甲醇)的蒸发,延长喷雾时间3倍。在应用于难洗脱物质(亚甲基蓝)的检测中,四氟管辅助纸喷雾质谱方法中一次性加少量溶剂可连续洗脱出样品,可达到与普通纸喷雾质谱方法中多次补加大量溶剂类似的洗脱检测结果。在应用于定量分析血样和尿样中的阿米替林药物的检测中,四氟管辅助纸喷雾质谱方法提高了信号的稳定性且分析性能更好。此外,四氟管辅助纸喷雾质谱方法由于独特的纸基质构型和引入的四氟管可实现对纸上溶剂流动方向的控制,减少了溶剂在纸基质上的扩散和提高了溶剂载着样品进入质谱口的检测效率,在应用于尿样中噻康唑的检测中有着更高的信号强度。

关键词：质谱纸喷雾离子源溶剂纸芯片流速蒸发喷雾时间信号强度

纸喷雾质谱方法的改进及其在复杂样品分析中的应用

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纸喷雾质谱方法的改进及其在复杂样品分析中的应用

作者：戴梦杰中国科学技术大学

学位级别：硕士

在临床诊断、生命科学等领域中,对复杂样品中痕量分析物的准确检测是非常重要的。纸喷雾离子源质谱因其简单、经济等特点,常被用于样品中分析物的检测分析。然而,其在检测复杂样品时,会产生比较严重的基质效应,从而降低方法的灵敏度。... 详细信息

在临床诊断、生命科学等领域中,对复杂样品中痕量分析物的准确检测是非常重要的。纸喷雾离子源质谱因其简单、经济等特点,常被用于样品中分析物的检测分析。然而,其在检测复杂样品时,会产生比较严重的基质效应,从而降低方法的灵敏度。这也限制了纸喷雾离子源质谱在这些领域的应用。因此,如何减少纸喷雾离子源质谱检测复杂样品时产生的基质效应是至关重要的。为了能够让纸喷雾离子源质谱更加适用于复杂样品中分析物的检测,本文提出了两种对其进行改进和发展的方法。其一是将纸芯片技术引入纸喷雾技术中,利用纸芯片样品预处理的优势来减少基质效应;其二是将蛋白质沉淀技术和管辅助纸喷雾技术进行结合,减少检测血样时产生的基质效应。第一部分中,我们开发了新的多层纸芯片。将多层纸芯片的亲水通道进行叠加,而后利用洗脱溶剂洗脱分析物。由于不同分析物在洗脱溶剂中的溶解性不同,该方法可以实现对复杂样品的高效层析分离。我们使用该方法分离了两种不同染料,而且也将分析物从复杂样品中分离,并富集到一处。此外,我们在纸喷雾的基础上开发了石墨导电纸喷雾,通过石墨导电的方法来减少纸芯片中疏水屏障的影响,使得纸芯片技术和纸喷雾技术更容易结合。而石墨导电纸喷雾与纸喷雾相比,也增强了分析物的信号强度。第二部分中,我们结合了蛋白质沉淀技术和管辅助纸喷雾技术。低成本的聚四氟乙烯管可以作为沉淀血样中蛋白质的操作平台。血样中的分析物被萃取到有机溶剂中,沉淀的蛋白质可以被在沉淀结束后插入的色谱纸吸附住。因此,沉淀后的聚四氟乙烯管可以直接用于管辅助纸喷雾,实现对血样的一步式分析。检测血液中的药物、酸和内源性代谢物均能得到高灵敏度和高稳定性的结果。与管辅助纸喷雾相比,分析物的特征离子峰的绝对信号强度增加了 8-20倍。此外,我们还检测了卡马西平、二甲双胍和噻康唑的检出限和定量限。它们的检出限和定量限与直接的管辅助纸喷雾相比分别提高了 9-14倍和8-12倍。这些结果说明,蛋白质沉淀-管辅助纸喷雾是一种灵敏、稳定、方便和经济的直接检测血样的方法。

关键词：纸喷雾离子源基质效应复杂样品纸芯片蛋白质沉淀信号强度

基于类过氧化氢酶纳米材料的纸基电化学生物传感研究

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基于类过氧化氢酶纳米材料的纸基电化学生物传感研究

作者：周晨曦济南大学

学位级别：硕士

近年来,随着科学技术的飞速发展,基于生物分析技术发展起来的生物传感器作为一种有效的分析策略,兼具灵敏度高、检测限低、稳定性好、对生物分子损伤小、以及能在复杂体系中进行在线连续监测等优点,在食品检测、环境保护和疾病诊断等诸... 详细信息

近年来,随着科学技术的飞速发展,基于生物分析技术发展起来的生物传感器作为一种有效的分析策略,兼具灵敏度高、检测限低、稳定性好、对生物分子损伤小、以及能在复杂体系中进行在线连续监测等优点,在食品检测、环境保护和疾病诊断等诸多领域获得了广泛应用。纸纤维因其本身具有独特的生物兼容性,易于功能化及易折叠等特质,而被选作构筑各种传感器的基底。至此,纸基生物传感器随之应运而生,并为多种疾病的精准检测提供了新的可能。本文针对重大疾病早期诊断与临床预后监测需求,借助纸基材料内在多孔结构及易于功能化等特点,利用纳米材料电催化性能,设计制备了基于类过氧化氢酶纳米材料的纸基电化学生物传感器。通过改善纸基导电性与制备高电催化性能的类过氧化氢酶无机纳米材料信号探针,获得电化学和比色双重信号输出策略,实现对不同疾病标志物的快速灵敏检测。主要工作如下:(1)利用水热法合成具有高催化性能的铜钴双掺杂Ce O纳米球,通过杂交链式反应引入到功能化纸纤维表面,构筑纸芯片传感界面,借助铜钴双掺杂Ce O纳米球催化过氧化氢,实现电化学信号放大,同时催化过氧化氢氧化预埋在纸芯片上的3,3’5,5’-四甲基联苯胺快速显色,实现纸基生物传感器对mi RNA-155的电化学/比色双模式检测。(2)通过水热法合成Pd@ZIF67/ZIF8核壳类过氧化氢酶纳米材料,借助纸基三维网状立体结构,利用抗原-抗体特异性识别作用引入高催化活性Pd@ZIF67/ZIF8,获得电化学信号放大与输出,提高电化学响应能力,借助蜡打印技术实现纸基亲/疏水性集成各功能区,调节纸芯片三维折叠结构,获得过氧化氢对显色剂的氧化显色,实现纸芯片的自清洗与电化学和比色双模式检测PSA。(3)基于纸纤维三维多孔结构,原位生长BiS@Mo S纳米花作为信号传输层,借助其类过氧化氢酶活性获得电化学放大信号,利用丝网印刷和蜡打印技术对纸芯片进行功能分区,借助毛细管作用控制流体流动,引入八面体Ce O纳米材料调节传感界面电子转移过程,实现电化学信号进一步放大,通过双链特异性核酸酶释放八面体Ce O纳米材料到显色区,利用其催化能力实现mi RNA-141的电化学/比色双重灵敏检测。

关键词：类过氧化氢酶电化学比色生物传感纸芯片

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肉品品质快速检测的方法研究

肉品品质快速检测的方法研究

作者：梁梦醒江苏科技大学

学位级别：硕士

目前,对猪肉等畜禽类肉品品质检测多采用传统方法进行检测,此类方法破坏性强,无法满足现代检测中快速、准确、实时、无损等要求,本研究以新鲜猪肉和牛肉为研究对象,应用近红外光谱分析技术、偏振技术、现代仪器分析技术和化学计量学方法... 详细信息

目前,对猪肉等畜禽类肉品品质检测多采用传统方法进行检测,此类方法破坏性强,无法满足现代检测中快速、准确、实时、无损等要求,本研究以新鲜猪肉和牛肉为研究对象,应用近红外光谱分析技术、偏振技术、现代仪器分析技术和化学计量学方法,对肉品品质(新鲜度、熟肉率和嫩度)进行快速检测的研究,对猪肉进行了新鲜度、熟肉率和嫩度的定量检测研究,对牛肉进行了新鲜度和嫩度定量检测研究,分别建立新鲜度、熟肉率和嫩度的评价方法,并用不同的方法波长优选并比较分析。(1)对新鲜猪肉不同部位肌肉(里脊、前腿、后腿)的品质指标进行建模分析。采用便携式近红外光谱仪对猪肉肌肉的剪切力、熟肉率和pH值进行检测研究。建立的猪肉嫩度预测模型结果显示:潜变量数(Latent variables,LVs)为11,校正集均方根误差(Root mean squared error of calibration set,RMSEC)、交叉验证均方根误差(Root mean squared error of cross validation,RMSECV)和预测集均方根误差(Root mean squared error of prediction set,RMSEP)分别为3.04N、5.87N和6.99N,校正集相关系数(Correlation coefficient of calibration set,R)、交叉验证相关系数(Correlation coefficient of cross validation,R)和预测集相关系数(Correlation coefficient of prediction set,R)分别为0.93、0.73和0.72。建立的熟肉率预测模型中,LVs为10,RMSEC、RMSECV和RMSEP分别为1.13%、1.96%和2.52%,R、R和R分别为0.94、0.83和0.75。建立的猪肉pH值预测模型结果显示,LVs为6,RMSEC、RMSECV和RMSEP分别为0.24、0.24和0.29,R、R和R分别为0.80、0.72和0.70。三种模型均采用了无信息变量消除法(uninformative variable elimination,UVE)与随机蛙跳法(Random frog,RF)两种算法进行波长优选,模型效果均得到了提高,并且RF-PLS模型结果均优于UVE-PLS。RF-PLS模型中,建立的猪肉嫩度预测模型结果显示,LVs为10,RMSEC、RMSECV和RMSEP分别为2.78N、4.40N和6.05N,R、R和R分别为0.94、0.85和0.83。建立的猪肉熟肉率预测模型结果显示,LVs为10,RMSEC、RMSECV和RMSEP分别为1.02%、1.48%和2.59,R、R和R分别为0.95、0.90和0.77。建立的猪肉pH值预测模型结果显示,LVs为9,RMSEC、RMSECV和RMSEP分别为0.20、0.26和0.27,R、R和R分别为0.86、0.77和0.75。(2)对新鲜牛肉不同部位肌肉品质指标进行建模分析。采用便携式近红外光谱仪对牛肉肌肉的剪切力和pH值进行检测研究。建立的牛肉嫩度预测模型结果显示,LVs为4时,RMSECV较小。其RMSEC、RMSECV与RMSEP分别为14.29N、17.54N和16.07N,R、R和R分别为0.76、0.62和0.57。建立的牛肉pH值预测模型结果显示,LVs为7时,模型结果最好,其RMSEC、RMSECV与RMSEP分别为0.25、0.32和0.25,R、R和R分别为0.82、0.69和0.62。分别采用了UVE与RF两种算法进行波长优选,模型效果均得到了提高,并且RF-PLS模型结果均优于UVE-PLS。建立的RF-PLS预测模型中,牛肉嫩度预测模型结果显示,LVs为4时,RMSECV较小。其RMSEC、RMSECV与RMSEP分别为13.66N、17.17N和16.03N,R、R和R分别为0.78、0.65和0.59。建立的牛肉pH值预测模型结果显示,LVs为7时,模型结果最好,其RMSEC、RMSECV与RMSEP分别为0.22、0.27和0.27,R、R和R分别为0.86、0.78和0.65。(3)首次采用基于偏振的近红外光谱采集系统检测牛肉pH和嫩度,讨论了肌肉纹理对模型的影响,结果表明:纵向纹理,即光照方向与肌肉纹理垂直时,模型结果最好。讨论了偏振角为0°、30°、60°和90°这4种状态下牛肉嫩度和pH模型的影响,结果表明90°偏振的嫩度模型最好,RMSEC、RMSECV和RMSEP分别为9.97N、16.46N和17.31N,R、R和R分别为0.90、0.71和0.69;60°偏振的pH模型最好,RMSEC、RMSECV和RMSEP分别为0.20

关键词：近红外偏振熟肉率嫩度纸芯片 β-半乳糖苷酶大肠杆菌

半导体纳米复合物电极构筑及其在电化学传感中的应用

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半导体纳米复合物电极构筑及其在电化学传感中的应用

作者：孙建丽济南大学

学位级别：硕士

在生物体中不可缺失某些化学分子又称信号分子,其结构和功能的研究直接关系到人类在疾病早期诊断、临床治疗和药物筛选等领域的发展。近年来,生物传感器因其简单方便的优越性成为了人们关注的焦点,并且随着对传感器性能要求的逐渐提高,... 详细信息

在生物体中不可缺失某些化学分子又称信号分子,其结构和功能的研究直接关系到人类在疾病早期诊断、临床治疗和药物筛选等领域的发展。近年来,生物传感器因其简单方便的优越性成为了人们关注的焦点,并且随着对传感器性能要求的逐渐提高,以及对简便设备的不断需求,纳米材料特别是具有独特的物理或化学性能的半导体金属氧化物得到了广泛应用。同时,纸芯片具有低成本、易折叠和亲水性等优势,对纸基材料进行改性功能化处理,构筑便携式的传感器件,可实现医学、食品、环保等领域的现场快速监控。本文基于纳米材料优良的光电转化特质,设计新型的半导体纳米复合物作为电极,通过光电化学原理,构建多功能电化学传感器,实现对肿瘤的预测、诊断与治疗过程的快速监控。具体的研究工作如下:(1)基于纸材料的可折叠和多孔结构,制作具有亲疏水特性的可控流体分离器作为生物分子传输通道,通过在纸基光电化学传感器的工作区生长氧化铜纳米花/石墨烯复合物作为电极以及在反应区设计生物分子的依次反应,避免光敏材料上因多重修饰所产生的空间位阻现象,实现输出信号的级联放大,进而获得高强度电流响应。(2)利用水热法在氟掺杂氧化锡玻璃上(FTO)合成制备高性能的镍:羟基氧化铁/钒酸铋半导体纳米复合物作为光电阳极,设计普鲁士蓝(PB)阴极材料,组建光电化学同步可视化免疫传感器。通过阳极材料杰出的电子转移效率明显提高传感器的光电流,实现利用数字万用表即可获取高电流的输出信号。同时,阴极材料PB接收电子变为普鲁士白,与漆酶生物阴极相连又能够恢复到初始PB状态,此电致变色反应提供了一种更直观的可视化结果。(3)在FTO上制备纳米板状WO/FeO异质结电极材料,由于其特殊的阵列结构,该纳米复合物具有更加优越的光电化学活性和电流响应。基于纸纤维的高生物相容性,设计双功能区纸基生物阴极与WO/FeO半导体纳米复合物电极相连,构建双模式适配体传感器。借助于纸基反应区DNA特异性识别效应和比色区3,3’,5,5’-四甲基联苯胺显色反应,实现对两种待测物的快速监控。

关键词：半导体纳米复合物光电化学生物传感器纸芯片

络合比色阵列及纸基微流控传感四种重金属离子

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络合比色阵列及纸基微流控传感四种重金属离子

作者：于丽洪江南大学

学位级别：硕士

由于工业发展和人类活动,大量含有重金属的污水、废水排放到环境中,对水源造成严重污染。重金属污染通常范围广、不易察觉,然而会通过食物链在人体内累积并产生危害。因此重金属污染的快速准确监测对人类健康具有重要意义。比色阵列是... 详细信息

由于工业发展和人类活动,大量含有重金属的污水、废水排放到环境中,对水源造成严重污染。重金属污染通常范围广、不易察觉,然而会通过食物链在人体内累积并产生危害。因此重金属污染的快速准确监测对人类健康具有重要意义。比色阵列是一种快速分析技术,通过模拟动物的嗅觉,利用多个传感元件的响应模式来判别目标物,结合数字化图像方法技术,广泛应用于复杂成分的分析,在食品安全监测方面表现出明显的优势。然而比色阵列仍存在许多未解决的问题,例如需要合成特殊功能材料、传感过程复杂和信号获取不易等。而络合试剂具有简单易得、反应迅速且颜色信号明显等优点,通过筛选满足条件1)可与多个目标离子络合且伴有颜色变化,2)条件稳定常数小的络合试剂,作为传感元件组成比色阵列,结合化学计量学对图谱进行统计分析,传感水溶液中Cd,Cu,Hg和Pb。主要研究内容如下:(1)构建了基于络合试剂的比色阵列传感四种重金属离子的方法。筛选络合试剂分别为浴铜灵(Bathocuproine,BCP)、硫代米氏酮(Thiomichler’s ketone,TMK)、镉试剂(Cadion,CDI)、二苯碳酰二肼(Diphenyl carbazide,DPC)、二甲酚橙(Xylenol orange,XO)、维多利亚蓝B(Victoria blue B,VBB),组成络合比色阵列。并优化试剂浓度、显色条件和掩蔽剂。根据阵列反应的可见光区光谱变化,结合线性判别分析(Linear discriminant analysis,LDA),单一重金属离子识别准确率达到100%,检测限为1μmol/L,对多元混合离子同样有良好区分度。通过与水中常见阴离子、金属离子和有机污染物共存发现络合阵列有较好抗干扰能力。探索了该络合比色阵列在湖水和自来水中对Cd,Cu,Hg和Pb的区分情况,准确率分别可以达到94.4%和100%,证明该方法在实际应用中的潜力。(2)构建了纸基微流控络合比色阵列传感Cd,Cu,Hg和Pb的方法。设计了基于蜡印的纸基微流控芯片,采用蜡冲压法在纸基上构筑亲/疏水通道及检测区域。将本论文第一部分开发的络合比色阵列试剂预包埋于微流控纸基芯片检测区域,重新筛选和优化络合试剂,六种络合试剂分别为:BCP、TMK、CDI、DPC、XO和4-(2-吡啶偶氮)-1,3-苯二酚(4-(2-pyridinazo)-1,3-benzodiol,PAR),成功构建微流控纸基络合阵列便携式检测平台;利用智能手机获取图像,软件读取RGB值,结合LDA分析,对单一重金属离子识别准确率达到100%,检测限为2μmol/L,对多元混合离子预测准确率达到93.3%。该方法Na,Cl,K,SO,NO,Fe,Zn,Mg,Ca等常见干扰离子反应均不明显,抗干扰性较好。成功识别实际水样中Cd,Cu,Hg和Pb,证明纸基微流控络合比色阵列现场检测多种重金属离子的潜力。本论文基于络合反应构建了两种比色阵列识别重金属离子的方法,方法快速简便、灵敏度高且选择性较强,成功应用于实际水样中的检测,其中纸芯片方法实现了现场化识别水样中Cd,Cu,Hg和Pb,以期为重金属离子的便携传感提供有效平台。

关键词：重金属离子络合反应比色阵列微流控纸芯片

三维纸质微流控芯片的设计制作及其在重金属检测中的应用

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三维纸质微流控芯片的设计制作及其在重金属检测中的应用

作者：王虎大连大学

学位级别：硕士

相比于传统的微流控芯片（石英、玻璃、硅和高聚物等为芯片基底），纸芯片具有成本低、易携带、易制作、易制作、生物相容性强等优势，近些年来在微流控芯片系统中脱颖而出。纸芯片技术结合了微流控的优点和纸的优点，通过在纸上加工出... 详细信息

相比于传统的微流控芯片（石英、玻璃、硅和高聚物等为芯片基底），纸芯片具有成本低、易携带、易制作、易制作、生物相容性强等优势，近些年来在微流控芯片系统中脱颖而出。纸芯片技术结合了微流控的优点和纸的优点，通过在纸上加工出具有一定结构的亲/疏水性微通道网络及相关分析部件，实现分析实验室的微型化、集成化与便携化，为当前微全分析系统提供了一个新的技术平台。本文旨在建立研究一种纸芯片加工的新方法，并将所研制的纸芯片用于水环境中重金属离子的检测，具体内容包括：1：用蜡代替光刻胶、PDMS等作为疏水性材料结合普通滤纸制备纸芯片。制作方法为使用喷蜡打印机进行打印。用上述芯片完成了重金属离子的显色分析。2：用硝酸纤维素膜代替普通滤纸，作为纸芯片的制作材料，用喷蜡打印技术制备纸芯片，并将所得纸芯片用于重金属的显色分析。3：以普通滤纸和硝酸纤维素膜为基底制备杂交式三维阵列纸芯片，整个过程包括喷蜡打印、芯片组装和药品添加三个步骤，可以在半个小时内完成。并使用拍照手机作为检测器，对重金属显色反应结果进行捕捉，表现出了良好的线性关系。

关键词：微流控芯片纸芯片三维金属分析拍照手机

第一部分干扰素α-1a通过激活内源线粒体凋亡通路和内质网应激凋亡通路诱导喉癌Hep-2细胞的凋亡第二部分微流控蛋白印迹杂交与传统Western蛋白印迹杂交对目的蛋白的检测效果差异比较

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第一部分干扰素α-1a通过激活内源线粒体凋亡通路和内质网应激凋...

作者：辛晓磊北京协和医学院

学位级别：硕士

研究背景与目的:喉癌传统的手术切除与放射治疗,可能会造成病人失声、毒性反应等不良后果,针对喉癌的新疗法亟待发掘。干扰素具有抗病毒、抑增殖、调节免疫系统的作用。α干扰素对人类喉癌细胞具有抑增殖的作用。但是,α干扰素调节细胞... 详细信息

研究背景与目的:喉癌传统的手术切除与放射治疗,可能会造成病人失声、毒性反应等不良后果,针对喉癌的新疗法亟待发掘。干扰素具有抗病毒、抑增殖、调节免疫系统的作用。α干扰素对人类喉癌细胞具有抑增殖的作用。但是,α干扰素调节细胞生长抑制的机理没有被充分的研究。本论文利用喉癌Hep-2细胞为模型,旨在研究IFNα-1a能够抑制喉癌Hep-2细胞增殖的分子机制。材料与方法:选取喉癌Hep-2为细胞模型,通过瞬时转染质粒过量表达IFNα-1a和外加重组蛋白IFNα-1a这两种方式,研究IFNα-1a对Hep-2细胞增殖的影响。利用CCK8和MTT等方法检测IFNα-1a对Hep-2细胞增殖的抑制作用,流式分析检测IFNα-1a是否对Hep-2细胞具有促凋亡作用,用Western Blot方法检测IFNα-1a激活的具体的凋亡信号通路。研究IFNα-1a对组织细胞的特异性时,检测了 IFNα-1a对其他细胞系,如人胚肾上皮细胞HEK-293T、人肝癌细胞HepG2、人肺癌细胞A549,是否具有促凋亡作用。实验结果:IFNα-1a能显著的抑制喉癌Hep-2细胞的增殖,该抑制过程是通过诱导Hep-2细胞的凋亡来实现。IFNα-1a能抑制抑凋亡蛋白Bcl-XL的表达,促进细胞色素C由线粒体释放到胞浆,并最终激活caspase 3的切割活化,并进一步诱导caspase 3底物PARP-1的切割活化,从而激活了内源线粒体凋亡通路。IFNα-1a也能刺激内质网应激反应(ER-stress)通路相关基因GRP78和CHOP的表达上调,以及caspase4的切割活化,并进一步激活caspase 3的切割活化,也即IFNα-1a激活ER-stress介导的细胞凋亡通路。但外源凋亡通路的标志物蛋白caspase8、caspase10未被切割活化,因此IFNα-1a未激活外源凋亡通路。另外,IFNα-1a对HEK-293T、HepG2、A549未发现有明显的促凋亡影响。实验结论:IFNα-1a通过诱导Hep-2细胞的凋亡抑制了其增殖,IFNα-1a主要是通过内源线粒体凋亡通路和ER-stress凋亡通路来促进Hep-2细胞的凋亡,外源凋亡通路未被激活。IFNα-1a对其他HEK-293T、HepG2、A549细胞的凋亡无显著性影响,也即IFNα-1a对组织细胞的促凋亡作用具有组织特异性的特点。总之,我们的研究揭示了 IFNα-1a抑制喉癌细胞增殖的具体的分子机制。实验背景及说明:传统的Western蛋白印迹杂交在研蛋白质研究领域有相当广泛的应用,是实验室最常用研究技术之一,能对蛋白质进行定性和半定量的分析方法。虽然传统Western蛋白印迹杂交有广泛的应用市场,但其本身还是存在诸如:样品需求量大、费时、费力等的缺点。这里,基于反向蛋白杂交Reverse phase protein array(RPPA)的点杂交原理,我们发明了一种新型微流控纸芯片蛋白印迹杂交,相比传统的Western蛋白印迹杂交,新型微流控纸芯片蛋白印迹杂交具有样品需求量低至1μL,节省试剂至20mL,节省时间至1h,节省劳动力、高通量检测等诸多优点。尤其的,纸芯片蛋白印迹杂交,由于微流控纸芯片本身具有的优点:高比表面积、毛细作用力等,使得纸芯片蛋白印迹杂交可以检测到更微量的蛋白。实验材料与方法:本篇文章以06-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶(MGMT)蛋白为例,选用高表达MGMT蛋白的MCF7细胞为细胞模型,比较传统Western蛋白印迹杂交和纸芯片蛋白印迹杂交分别对经过药物一MGMT阻断剂处理后MCF7细胞的MGMT蛋白表达量的定性以及相对定量结果。实验结果:纸芯片蛋白印迹杂交可以成功进行MGMT的定性、相对定量,而且上样检测蛋白低至10-25pg,这相比于传统Western蛋白印迹杂交的上样检测蛋白1-5ng,提高了 3个数量级。整个操作流程只需要1个小时,所用试剂量少,实验成本更低,而且纸芯片的多通道构造可以实现像反向蛋白杂交分析(RPPA)一样高通量的检测组织蛋白表达量。实验结论:本篇文章的微流控蛋白印迹杂交,能检测到更微量级的蛋白,更节省试剂、样品,省时省力,省钱,高通量检测。微流控纸芯片蛋白印迹杂交的优势被估计可以用于实验室中蛋白的定性以及相对定量。

关键词：喉癌干扰素α-1a 增殖凋亡凋亡通路内质网应激反应微流控多通道纸芯片 Western蛋白印迹杂交 MGMT 定性检测相对定量检测

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纸基复合微流控芯片的构建及其应用

纸基复合微流控芯片的构建及其应用

作者：上官金文南京大学

学位级别：硕士

从2007年Whitesides首先提出纸基微流控芯片的概念起,微流控纸基分析芯片(microfluidic paper analytical devices(μPADs))由于其相比传统微流控分析系统的独特优势,在近十年中获得了较大的发展。纸基介质由于其本身廉价、易于制作、... 详细信息

从2007年Whitesides首先提出纸基微流控芯片的概念起,微流控纸基分析芯片(microfluidic paper analytical devices(μPADs))由于其相比传统微流控分析系统的独特优势,在近十年中获得了较大的发展。纸基介质由于其本身廉价、易于制作、使用方便,在食品药品检测、环境检测、医药临床上都有着较为理想的商业化前景。然而,这种纸基分析芯片在带来诸多便利的同时,也存在着一些结构上的缺陷。最突出的就是:由于纸的多孔结构,液体试剂可以在纸内部通过毛细作用进行运输,而不需要额外的驱动力;但是这种运输方向性差、通常会对液流造成较大的流动阻力,并对样品产生非特异性吸附。这些都限制了微流控纸分析芯片在检测上的应用,对大分子的运输和检测尤其困难。本文中,我们首先通过在纸的表面构建管道,加快运输速度,减少非特异性吸附。通过在纸上刻划出凹槽,再和胶带贴合,制作出纸和胶带构成的复合毛细管道。这条毛细管道可以像一般的毛细管一样快速、可控地运输试剂,再将试剂运输到周围不远处的检测区域。这种运输方式有着操作简单、高通量、可重复性强等优势。另外,通过分时同入口通入液体或者分区同时通入液体,在这种芯片上形成了不同类型的液体浓度梯度。基于以上特点,我们成功进行了金属离子、蛋白质、微生物的检测。为了提高检测通量,我们进一步开发了一种聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)—纸复合芯片。我们首先研究了 PDMS在高温下固化时间随温度升高而缩短的对应关系,其次通过控制一系列条件,成功在纸基材料上得到了分辨率较高的PDMS图案化纸芯片。芯片的图案化区域和PDMS管道可以可逆贴合,液体试剂在光滑的管道中流动并渗入纸质区域内,避免了管道本身的吸附作用。后续的检测实验中引入了标志肝功能指标的三种检测物:谷草转氛酶(AST)、磷酸氧化酶(ALP)、总蛋白(BSA),对肝功能标记物的成功检测证明了其对于大分子运输和检测的优势。

关键词：微流控纸芯片复合管道聚二甲基硅氧烷颜色分析

新型SERS探针设计、纸基芯片平台构建及其应用

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新型SERS探针设计、纸基芯片平台构建及其应用

作者：于倩曲阜师范大学

学位级别：硕士

表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering,SERS)技术具有测试模式多样化、应用方法灵活的优点,本文对其中两方面进行了研究,一是SERS探针的设计与应用,二是纸基SERS芯片技术的应用研究。近年来,SERS探针发展极为迅速,一个... 详细信息

表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering,SERS)技术具有测试模式多样化、应用方法灵活的优点,本文对其中两方面进行了研究,一是SERS探针的设计与应用,二是纸基SERS芯片技术的应用研究。近年来,SERS探针发展极为迅速,一个典型的SERS探针主要由3部分组成:金属纳米增强基底、拉曼报告分子、保护壳层。其中纳米增强基底和报告分子的关注度较高,而对壳层方面的研究较弱,但壳层在对生物分析过程中的灵敏度和稳定性十分重要,因此设计合成了一种新型SERS探针——聚苯乙烯(Polystyrene,PS)壳层SERS探针。PS壳层包裹的SERS探针在许多苛刻条件下显示出让人满意的灵敏度、单分散性、生物相容性和优异的结构稳定性,是一种能在生物分析和医学诊断方面显示出巨大希望的、具有商业化价值的工具。最近开发的纸芯片技术是一种经济有效的检测技术,操作简单,便于运输使用,很快与SERS的结合运用,形成一种SERS纸芯片技术,用于污染物的检测。本实验基于多种SERS测定原理,构建集成式、具有高通量检测特性的SERS纸芯片,结合便携式拉曼测试仪器,对典型爆炸物TNT、农药氯吡硫磷、重金属汞离子与镉离子等污染物进行分析检测。实现典型污染物的高灵敏、快速测试,为实现样品的功能化与灵活化检测提供了一个很有前景的平台。具体研究内容如下:第一章:具体介绍了表面增强拉曼机制、表面增强拉曼探针、表面增强拉曼纸芯片技术及表面增强拉曼技术应用研究的相关内容。第二章:具体介绍了新型SERS探针的合成及应用。它的制备方法简单,是通过聚合反应在裸露的SERS探针上包裹PS壳层,首先在贵金属纳米颗粒表面吸附拉曼报告分子,形成SERS纳米颗粒,通过聚合反应原位生长PS壳层。合成的探针具有通用性,既能包裹硫醇化类,也能包裹非巯基化类的报告分子;还能包裹各种基质(金纳米球,纳米花纳米棒和金纳米星)的内核,同时不会损失SERS探针的灵敏度。然后在各种环境中检测探针的稳定性,最后将探针用于细胞与生物成像的研究,同样表现出强而稳定的信号。第三章:具体介绍了SERS纸芯片技术的构建与应用。构建了集成式、具有高通量检测特性的SERS纸芯片,结合便携式拉曼测试仪器,运用不同的检测原理,检测多种污染物:典型爆炸物TNT、农药氯吡硫磷、重金属汞离子与镉离子。基于SERS纸芯片的测定技术有以下优点:在贵金属纳米颗粒的作用下,分子的拉曼信号最大可提高几万倍,可进行痕量分析;拉曼光谱特征性强,通过与标准光谱对比,可快速定性待测物;需样量少,无复杂试样和前处理,提高了检测限。

关键词：表面增强拉曼散射聚苯乙烯壳层核壳结构生物成像纸芯片污染物