基于纳米材料的磁性复合体系的设计合成及其在生物医学中的应用

发布时间：2017-07-14 11:21

  本文关键词：基于纳米材料的磁性复合体系的设计合成及其在生物医学中的应用

  更多相关文章： 循环肿瘤细胞 光热效应 氧化石墨烯 膜过滤 免疫磁分离 磁性微球

【摘要】：癌症致死的主要原因是循环肿瘤细胞（circulating tumor cells，CTCs）通过血液循环等途径造成肿瘤的扩散转移，因此循环肿瘤细胞的检测有助于研究肿瘤转移机制、评估疗效及预后、监测肿瘤的转移或复发。 论文针对循环肿瘤细胞的检测建立了两种新方法：基于尺寸放大免疫磁性微球的捕获方法，及基于石墨烯光热效应的检测方法。这两种方法以传统的膜过滤法和免疫磁分离法为基础，分别通过直接显微镜计数及基于石墨烯光热效应引起的温度变化实现了CTCs的高效捕获及检测。这两种方法具有相同的孵育及捕获过程，二者的结合可实现大范围数量CTCs的检测，具有快速、简单、灵敏度高等优点。论文主要包括三个部分，内容如下： 第一章绪论概述了CTCs的捕获与检测方法，纳米材料及其光热效应的研究进展，简单介绍了磁性微球与聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）。重点对CTCs的捕获检测方法研究进展，，纳米金、石墨烯的光热效应及其研究进展进行了综述。 第二章设计了一种新颖的CTCs捕获及检测方法—基于尺寸放大的免疫磁性微球法，通过基于尺寸放大的膜过滤方法与免疫磁分离方法的联合使用及直接显微镜计数同时实现了CTCs的高效率及高纯度捕获检测。采用抗上皮细胞粘附分子（EpCAM）抗体修饰磁性微球，合成免疫磁性微球。该免疫磁性微球能特异性识别MCF-7细胞表面的EpCAM抗原，并能同时实现MCF-7细胞的尺寸放大及磁性标记。此免疫磁性微球与样品混合孵育后先经膜过滤及磁分离过程捕获、纯化细胞，再将截留有MCF-7细胞的聚碳酸酯膜置于光学显微镜下观察并计数，计算捕获效率及纯度。论文对抗EpCAM抗体浓度、孵育时间等进行了优化，并建立了MCF-7细胞、免疫磁性微球-MCF-7细胞（尺寸放大的MCF-7细胞）、人白细胞的粒径分布曲线。经实验优化，在抗EpCAM抗体终浓度为1.5μg·mL-1，孵育时间为1h的基础上，利用上述方法实现了高效率（78%），高纯度（98%）及快速（2h），简单的CTCs捕获及检测，并将此方法应用于人类血液样品检测，最低检测限可达5个细胞/mL血液。该方法适用于血液样品中CTCs数量较少时的检测。 第三章建立了一种基于石墨烯光热效应的石墨烯功能化免疫磁性微球法。利用上述膜过滤与磁分离方法的联合使用及温度变化分析，分别实现了CTCs的高灵敏捕获及检测。采用抗EpCAM抗体修饰氧化石墨烯（graphene oxides，GOs），同时采用抗IgG抗体修饰磁性微球，通过抗EpCAM抗体-抗IgG抗体反应体系合成氧化石墨烯-磁性微球复合体系。该复合体系能特异性识别MCF-7细胞表面的EpCAM抗原，并能利用磁性微球及石墨烯分别实现MCF-7细胞的捕获及温度变化分析。此复合体系与样品混合孵育后先经膜过滤及磁分离过程实现细胞捕获，再经激光照射聚碳酸酯膜上截留有待测细胞的过滤区域，利用激光照射前后产生的温度差及对应的细胞数绘制标准曲线，将实际样品测得的温差代入此标准曲线即可得知样品中的CTCs数目。论文对抗EpCAM抗体及抗IgG抗体浓度、孵育时间等进行了优化，并建立了细胞数-温差标准曲线。经实验优化，在抗EpCAM抗体及抗IgG抗体终浓度为1.0μg·mL-1，孵育时间为1h的基础上实现了高灵敏度（150个细胞）及快速（1.5h），简单的CTCs捕获及检测，将此方法应用于人血液样本的检测，回收率可达89.54%。该方法适用于血液样品中CTCs数量较多时的检测。
【关键词】：循环肿瘤细胞 光热效应 氧化石墨烯 膜过滤 免疫磁分离 磁性微球
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R318;TB383.1
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-11
• 中英文名词术语对照11-12
• 第一章 绪论12-23
• 1 循环肿瘤细胞概述12-18
• 1.1 循环肿瘤细胞简介12
• 1.2 循环肿瘤细胞检测方法概述12
• 1.3 循环肿瘤细胞检测方法研究进展12-17
• 1.4 乳腺癌及其循环肿瘤细胞简介17-18
• 2 纳米材料及其光热效应概述18-20
• 2.1 纳米金简介及其光热效应应用研究进展18-19
• 2.2 石墨烯简介及其光热效应应用研究进展19-20
• 3 磁性微球及聚二甲基硅氧烷简介20-22
• 3.1 磁性微球简介20-21
• 3.2 聚二甲基硅氧烷简介21-22
• 4 论文的选题意义及研究内容22-23
• 第二章 基于尺寸放大的免疫磁性微球的设计合成及其在循环肿瘤细胞检测中的应用23-36
• 1 引言23-25
• 2 实验部分25-31
• 2.1 实验材料与仪器25-28
• 2.2 相关溶液配制28
• 2.3 MCF-7 细胞的培养及准备28
• 2.4 免疫磁性微球的制备28-29
• 2.5 免疫磁性微球与 MCF-7 细胞的偶联29
• 2.6 捕获装置的制作及实验流程29-30
• 2.7 MCF-7 细胞的捕获及检测30-31
• 3 结果与讨论31-35
• 3.1 抗 EpCAM 抗体浓度的优化31
• 3.2 孵育时间的优化31-32
• 3.3 磁性微球放大粒径分布曲线的建立32-33
• 3.4 膜过滤联合磁分离用于 MCF-7 细胞的检测33
• 3.5 血液中添加 MCF-7 细胞的检测33-35
• 4 本章小结35-36
• 第三章 基于光热效应的石墨烯功能化免疫磁性微球的设计合成及其在循环肿瘤细胞检测中的应用36-50
• 1 引言36-38
• 2 实验部分38-44
• 2.1 实验材料与仪器38-41
• 2.2 相关溶液配制41
• 2.3 MCF-7 细胞的培养及准备41
• 2.4 免疫磁性微球的制备41-42
• 2.5 氧化石墨烯/纳米金与抗 EpCAM 抗体的偶联42-43
• 2.6 氧化石墨烯/纳米金-磁性微球复合物的制备43
• 2.7 捕获装置的制作及实验流程43
• 2.8 MCF-7 细胞的捕获及检测43-44
• 3 结果与讨论44-49
• 3.1 氧化石墨烯/纳米金-磁性微球复合体系的表征44
• 3.2 抗 EpCAM 抗体及抗 IgG 抗体浓度的优化44-46
• 3.3 孵育时间的优化46-47
• 3.4 培养基中 MCF-7 细胞的检测47-48
• 3.5 血液中添加 MCF-7 细胞的检测48-49
• 4 本章小结49-50
• 第四章 结论50-51
• 参考文献51-60
• 致谢60-61
• 攻读硕士期间发表文章61

【参考文献】

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本文编号：540902