發(fā)布時間：2020-10-22 16:54

　　 細胞在生長過程中伴隨著各種行為。其中,細胞粘附是研究其他細胞行為的基礎(chǔ),細胞只有首先與材料粘附,才能進行其他遷移、分化、增殖等行為。細胞外基質(zhì)(ECM)由大量納米尺度的纖維類結(jié)構(gòu)組成,具有強烈的細胞行為誘導(dǎo)作用。近年來,研究者發(fā)現(xiàn)三維微納米基底可以模擬細胞外基質(zhì),且對細胞有很強的“接觸引導(dǎo)”作用,它允許細胞沿納米結(jié)構(gòu)的方向產(chǎn)生定向行為,因此可用于研究細胞粘附期間的定向行為。然而,目前研究各種三維結(jié)構(gòu)上細胞行為的方法仍以光學(xué)方法為主,此類方法依賴于終點檢測,不能及時反饋動態(tài)信息。細胞交流阻抗技術(shù)是一種能夠?qū)崟r、原位監(jiān)測細胞行為的方法,在細胞無標記、無損傷的狀態(tài)下能獲得細胞生長時重要的動態(tài)信息,具有一定的應(yīng)用前景。在多細胞生物體內(nèi),細胞相互之間的交流也是一種重要的行為,通過細胞間信息交流,生物體保證了組織內(nèi)不同類型細胞間的相互協(xié)調(diào)。外泌體是由細胞分泌的一種納米囊泡,其含有各種活性成分,例如DNA,RNA和源自母細胞的蛋白質(zhì),并且是重要的細胞信號通信工具。近年來,外泌體被認為參與各種疾病的發(fā)生和發(fā)展,特別是與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展有關(guān),且能夠影響癌癥患者的治療效果,通過分析外泌體可以直接獲得癌細胞的基本信息。乳腺癌是威脅女性健康的主要疾病之一。研究人員發(fā)現(xiàn)癌細胞釋放的外泌體數(shù)目通常高于正常細胞的外泌體,因此認為其可以作為液體活檢的標志物。目前,用于癌癥早期診斷的外泌體中常用的分子標志物主要包括蛋白質(zhì)和核酸。電化學(xué)發(fā)光分析技術(shù)具有靈敏度高、可控性好、檢測速度快的優(yōu)點,已成為分析檢測領(lǐng)域的熱門技術(shù)。利用電化學(xué)發(fā)光分析技術(shù)檢測外泌體為外泌體表面蛋白表達和生理功能的研究提供了有力的工具。本論文利用納米壓印技術(shù)制備了納米溝槽基底以模擬細胞外基質(zhì),構(gòu)建了基于細胞交流阻抗技術(shù)的電化學(xué)傳感器,分析了人真皮成纖維細胞(HFF)和人永生化表皮細胞(HaCaT)在納米溝槽上的粘附與鋪展行為。此外,合成Ru(bpy)_3~(2+)-SiO_2納米顆粒,并通過結(jié)合核酸適配體構(gòu)建三明治夾心型電化學(xué)發(fā)光傳感器,在定量分析MCF-7乳腺癌細胞以測試傳感器的性能后,該傳感器用于定量分析乳腺癌細胞MCF-7來源的外泌體。本論文一共包括四章內(nèi)容,具體如下:第一章緒論本章首先介紹了三維微納米結(jié)構(gòu)的分類和不同表面結(jié)構(gòu)對細胞行為的影響,以及細胞交流阻抗技術(shù)的提出和其在細胞行為研究中的應(yīng)用。其次,本章介紹了外泌體的形成、分泌與生物學(xué)功能,重點介紹了目前已有的外泌體分離與定量分析技術(shù)。其中,超速離心法為本論文分離外泌體所采用的方法,電化學(xué)發(fā)光技術(shù)為定量方法。接下來,本章描述乳腺癌細胞和外泌體之間的關(guān)聯(lián)以及乳腺癌的早期診斷。在該章的最后,提出了本論文的研究目的和意義。第二章交流阻抗傳感技術(shù)實時監(jiān)測納米溝槽上皮膚細胞的定向行為在本章中,納米溝槽通過納米壓印技術(shù)制備,以模擬細胞外基質(zhì),分析了人真皮成纖維細胞(HFF)和人永生化表皮細胞(HaCaT)在納米溝槽上的粘附、鋪展和定向行為,并利用交流阻抗技術(shù)監(jiān)測兩種細胞在納米溝槽上的粘附和鋪展行為。結(jié)果表明,HFF細胞首先在納米溝槽上定向排列,然后胞體延長;HaCaT細胞沒有定向行為,并且它們的粘附和鋪展被延遲。并且,納米溝槽上HFF細胞產(chǎn)生的交流阻抗信號與比對細胞的百分比之間存在著良好的線性關(guān)系;而HaCaT細胞在粘附過程中的交流阻抗信號比鋪展過程中的交流阻抗信號更大。第三章基于Ru(bpy)_3~(2+)-SiO_2 NPs的電化學(xué)發(fā)光適配體傳感器檢測MCF-7細胞本章使用來自MCF-7細胞上兩種不同蛋白質(zhì)的核酸適配體構(gòu)建三明治電化學(xué)發(fā)光適配體傳感器,通過反相微乳法合成SiO_2包裹的Ru(bpy)_3~(2+)納米粒子作為信號分子并放大Ru(bpy)_3~(2+)的信號。該傳感器定量MCF-7細胞,在3.63×10~4-3.63×10~6個/mL的范圍內(nèi)線性良好,檢測限為4000個/mL。該傳感器制備過程簡單,具有良好的選擇性,有望應(yīng)用于多種不同的生物體系。第四章基于Ru(bpy)_3~(2+)-SiO_2 NPs的電化學(xué)發(fā)光適配體傳感器特異性檢測乳腺癌外泌體本章構(gòu)建了一種基于Ru(bpy)_3~(2+)-SiO_2 NPs的電化學(xué)發(fā)光適配體傳感器,外泌體通過MCF-7乳腺癌細胞外泌體表面上的MUC1蛋白來特異性定量。該實驗利用MCF-7細胞外泌體上特異性蛋白CD63和MUC1對應(yīng)的aptamer設(shè)計了三明治夾心結(jié)構(gòu),并制備了核殼結(jié)構(gòu)的Ru(bpy)_3~(2+)-SiO_2 NPs來放大發(fā)光信號。結(jié)果該傳感器分析外泌體具有較寬的檢測范圍,為3.3×10~2-1.6×10~8個/μL,以及低至280個/μL的檢測限。該傳感器可靈活用于不同乳腺癌外泌體的檢測,且靈敏度高,重現(xiàn)性好,為臨床診斷早期乳腺癌提供了新的思路。
【學(xué)位單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：O657.1;Q2-33
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1 三維微納米結(jié)構(gòu)上細胞行為的交流阻抗分析研究
        1.1 三維微納米結(jié)構(gòu)對細胞行為的影響
        1.2 細胞交流阻抗技術(shù)的原理與應(yīng)用
    2 外泌體的生物學(xué)意義及其分離與檢測
        2.1 外泌體的形成與分泌
        2.2 外泌體的生物學(xué)功能
        2.3 外泌體分離技術(shù)
        2.4 外泌體定量分析技術(shù)
    3 乳腺癌細胞及外泌體表面蛋白與乳腺癌早期診斷
    4 本論文的目的和意義
    參考文獻
第二章 交流阻抗傳感技術(shù)實時監(jiān)測納米溝槽上皮膚細胞的定向行為
    1 引言
    2 實驗部分
        2.1 實驗試劑
        2.2 實驗儀器
        2.3 納米溝槽的制備
        2.4 交流阻抗器件的搭建
        2.5 皮膚細胞的培養(yǎng)
        2.6 皮膚細胞在納米溝槽上的定向行為分析
        2.7 交流阻抗實時監(jiān)測皮膚細胞在納米溝槽上的粘附與鋪展
    3 結(jié)果與討論
        3.1 納米溝槽的表征
        3.2 皮膚細胞在納米溝槽上的定向行為分析
        3.3 交流阻抗特征頻率的選擇
        3.4 交流阻抗實時監(jiān)測皮膚細胞在納米溝槽上的粘附與鋪展行為
        3.5 交流阻抗信號與定向細胞百分比的關(guān)聯(lián)
    4 結(jié)論
    參考文獻
3
2+-SiO₂ NPs的電化學(xué)發(fā)光適配體傳感器檢測MCF-7細胞'>第三章 基于Ru（bpy）3
2+-SiO₂ NPs的電化學(xué)發(fā)光適配體傳感器檢測MCF-7細胞
    1 引言
    2 實驗部分
        2.1 實驗試劑
        2.2 實驗儀器
        2.3 細胞培養(yǎng)與提取
        2.4 細胞適配體傳感器的構(gòu)建
3
2+-SiO₂納米顆粒的合成和Ru（bpy）3
2+-SiO₂-aptamer2探針的制備'>        2.5 Ru（bpy）3
2+-SiO₂納米顆粒的合成和Ru（bpy）3
2+-SiO₂-aptamer2探針的制備
        2.6 電致化學(xué)發(fā)光測定MCF-7細胞
    3 結(jié)果與討論
3
2+-SiO₂納米粒子的表征'>        3.1 Ru（bpy）3
2+-SiO₂納米粒子的表征
        3.2 實驗條件優(yōu)化
        3.3 MCF-7細胞的線性檢測
        3.4 MCF-7細胞傳感器的選擇性
    4 結(jié)論
    參考文獻
3
2+-SiO₂ NPs的電化學(xué)發(fā)光適配體傳感器特異性檢測乳腺癌外泌體'>第四章 基于Ru（bpy）3
2+-SiO₂ NPs的電化學(xué)發(fā)光適配體傳感器特異性檢測乳腺癌外泌體
    1 引言
    2 實驗部分
        2.1 實驗試劑
        2.2 實驗儀器
        2.3 細胞培養(yǎng)與外泌體的提取
        2.4 外泌體透射電鏡及納米顆粒跟蹤分析（NTA）表征
        2.5 蛋白免疫印跡（WB）表征
3
2+-Si_O2納米顆粒的合成和Ru（bpy）3
2+-SiO₂-MUC1探針的制備'>        2.6 Ru（bpy）3
2+-Si_O2納米顆粒的合成和Ru（bpy）3
2+-SiO₂-MUC1探針的制備
        2.7 電極表面外泌體的捕獲
        2.8 外泌體的電化學(xué)發(fā)光檢測
    3 結(jié)果與討論
        3.1 外泌體的TEM與 NTA表征
        3.2 外泌體蛋白的WB表征
3
2+)-SiO₂納米粒子的性質(zhì)'>        3.3 Ru（bpy）3
2+)-SiO₂納米粒子的性質(zhì)
        3.4 ECL適配體傳感器檢測外泌體的可行性研究
        3.5 實驗條件的優(yōu)化
        3.6 ECL適配體傳感器定量分析MCF-7 細胞外泌體
        3.7 不同乳腺癌外泌體的檢測與分析
    4 結(jié)論
    參考文獻
附錄：碩士期間的科研成果
致謝

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 董若宇;曹炳陽;;流場中碳納米管的定向行為[J];工程熱物理學(xué)報;2014年04期

2 王偉弘;張蕾;程云霞;潘衛(wèi)東;江幸福;;粘蟲飛行定向行為與不同磁場環(huán)境的關(guān)系[J];應(yīng)用昆蟲學(xué)報;2018年05期

3 邱中良,周建中,黃娟,周敏,沈伯鈞,符文俊,邱鴻貴;松毛蟲赤眼蜂雄峰寄主棲息地定向行為的研究[J];昆蟲天敵;1995年01期

4 金桐宇;安宇;張帆;何品剛;;利用交流阻抗傳感技術(shù)實時監(jiān)測納米溝槽上皮膚細胞的定向行為[J];化學(xué)學(xué)報;2017年11期

5 靖湘峰,雷朝亮;昆蟲趨光性及其機理的研究進展[J];昆蟲知識;2004年03期

6 施翔宇;封洪強;劉中芳;李建東;;實驗條件下黏蟲、棉鈴蟲和小地老虎的定向行為比較[J];植物保護;2010年04期

7 楊廣;尤民生;魏輝;;菜蛾絨繭蜂對幾種揮發(fā)性物質(zhì)的定向行為[J];植物保護學(xué)報;2004年01期

8 夏宗璜，馬宏驥，傅勝春;碰撞電離產(chǎn)生AuL＿3空穴態(tài)定向行為的研究[J];物理學(xué)報;1994年11期

9 蔣興川;謝興偉;孫郁晴;董文霞;李昕央;操海群;李正躍;;亞洲玉米螟對玉米果穗揮發(fā)物的定向行為反應(yīng)[J];環(huán)境昆蟲學(xué)報;2018年04期

10 由繼紅;;蜜蜂舞[J];生物學(xué)教學(xué);1990年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 楊廣;十字花科蔬菜——小菜蛾——小菜蛾絨繭峰之間的相互作用[D];福建農(nóng)林大學(xué);2001年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 金桐宇;細胞定向行為的交流阻抗和外泌體電化學(xué)發(fā)光檢測研究[D];華東師范大學(xué);2019年

2 林海清;假眼小綠葉蟬和茶蚜及其天敵草間小黑蛛生態(tài)行為特性的研究[D];福建農(nóng)林大學(xué);2007年

3 曹紅妹;鎘/鎳對亞洲玉米螟生長發(fā)育及生殖行為的影響[D];江西農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

4 蔡磊;稻飛虱遷飛種群上燈行為節(jié)律及其飛行定向行為研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

5 鮑超;視覺因素對榆紫葉甲定位寄主的影響及其視覺偏好研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2016年

本文編號：2851856

suoshi