雙抗體功能化的納米通道生物傳感器高靈敏檢測外泌體
發(fā)布時間:2021-08-03 02:23
近些年,癌癥已成為世界上人類死亡的主要原因之一。據(jù)統(tǒng)計顯示,90%的癌癥相關(guān)的死亡是由癌癥轉(zhuǎn)移引起的。因此,早診斷、早治療、實(shí)時監(jiān)測、預(yù)防癌癥病灶轉(zhuǎn)移是增加癌癥患者存活率的關(guān)鍵。生物標(biāo)志物對諸如癌癥和心臟病等主要疾病的早期診斷十分重要。目前,臨床中最常用的與癌癥相關(guān)的生物標(biāo)志物是蛋白質(zhì)/抗原。例如,前列腺特異性抗原(PSA),甲胎蛋白(AFP),癌胚抗原(CEA)等。外泌體是另一類強(qiáng)大的生物標(biāo)志物,正在迅速引起人們的關(guān)注,被認(rèn)為是醫(yī)學(xué)中生物標(biāo)志物的未來。外泌體是通過內(nèi)溶酶體途徑從多囊泡體釋放到細(xì)胞外基質(zhì)的盤狀囊泡(30-150 nm)。外泌體攜帶來自其親代細(xì)胞大量的遺傳信息,包括跨膜和胞質(zhì)蛋白,mRNA,DNA和microRNA。因此,它們充當(dāng)信使,其指示和變化與疾病相關(guān),特別是在癌癥相關(guān)的生理病理的狀態(tài)改變中具有重要作用。且?guī)缀跛屑?xì)胞類型都能分泌外泌體,可以進(jìn)入各種體液,包括血液,尿液,母乳,膽汁,腹水,眼淚和唾液等,具有高穩(wěn)定性。特別是,根據(jù)近期報道癌癥患者體內(nèi)循環(huán)中的外泌體濃度明顯升高。因此,外泌體現(xiàn)如今已被公認(rèn)為是可用于早期癌癥診斷的有前景的生物標(biāo)志物。目前,盡管有許多關(guān)于外...
【文章來源】:湖北中醫(yī)藥大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1:雙抗體功能化納米通道的修飾過程示意圖
湖北中醫(yī)藥大學(xué)2020屆碩士學(xué)位論文10在室溫下進(jìn)行。1.3.5納米通道修飾過程的表征實(shí)驗(yàn)我們按上述實(shí)驗(yàn)修飾過程進(jìn)行實(shí)驗(yàn),分別將裸孔以及APTES、GA和雙抗體(CD63抗體和EpCAM抗體)每一步修飾后的納米通道膜進(jìn)行X射線光電子能譜(XPS)和接觸角(CA)分析。XPS數(shù)據(jù)是使用ESCALAB250XiXPS獲得的,源槍類型為Al和K。使用HM22-SDC-200S光學(xué)接觸角測量儀獲得氧化鋁納米通道膜上的接觸角的數(shù)據(jù)。為了驗(yàn)證雙抗體是否成功同時修飾在納米通道表面,我們將采用熒光抗體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。按上述實(shí)驗(yàn)步驟將兩種熒光抗體修飾在納米通道局部表面,未修飾的部分作為空白對照。通過熒光顯微鏡OlympusDP72獲得成功修飾雙抗體的熒光特性。1.4結(jié)果與討論1.4.1多孔陽極氧化鋁納米通道的SEM表征用場發(fā)射掃描電子顯微鏡來表征PAA納米通道的孔徑大校由于PAA納米通道膜不導(dǎo)電,因此在表征前先使用離子濺射儀噴鍍上了一層鉑金,增加其表面的導(dǎo)電性,以更好地觀察孔徑形狀與大校結(jié)果如圖1-2所示,圓柱形的納米通道分布均勻,其平均孔徑約為25nm,這與廠家所提供的尺寸一致(20-30nm)。圖1-2:PAA納米通道的場發(fā)射掃描電子顯微鏡表征(SEM),比例尺為100nm。
雙抗體功能化的納米通道生物傳感器高靈敏檢測外泌體111.4.2雙抗體功能化的納米通道生物傳感器修飾過程的電學(xué)表征在該實(shí)驗(yàn)中,通過相應(yīng)的I-V曲線驗(yàn)證了納米通道的成功修飾。如圖1-3所示,在1PBS(pH7.4)電解質(zhì)中測得的未修飾的納米通道顯示出線性的I-V曲線,在-1V時的電流為-1.2mA。這是因?yàn)樵摷{米通道是圓柱形且未修飾。由于氧化鋁的等電點(diǎn)為9.0,因此PAA膜的表面在pH為7.4的電解液中具有大量正電荷。用APTES修飾后,納米通道的離子電流稍降低。這是由于APTES的成功組裝降低了納米通道表面的潤濕性,因此在一定程度上影響了離子通過納米通道的傳輸能力[92]。如圖所示,在不帶電荷的戊二醛與APTES通過希夫反應(yīng)發(fā)生共價相互作用后,-1V處的離子電流從-1.03mA降低至-0.32mA,相應(yīng)降低了68%。這是因?yàn)楫?dāng)不帶電的戊二醛修飾到納米通道的表面時,納米通道表面上的正電荷減少,導(dǎo)致離子電流進(jìn)一步降低。用帶負(fù)電荷的抗體修飾后,納米通道表面的負(fù)電荷增加,并且-1V的離子電流增加至-0.6mA。此后,通道表面上未反應(yīng)的活性位點(diǎn)被10mg/mLBSA封閉,由于未反應(yīng)的活性位點(diǎn)較少,因此BSA封閉后的電流沒有明顯變化。I-V曲線中的這些變化表明納米通道已經(jīng)如預(yù)期的那樣成功地被逐步修飾。圖1-3:雙抗體功能化的納米通道修飾過程的I-V曲線,電解質(zhì)為1PBS(pH7.4)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于電化學(xué)生物傳感器的核酸腫瘤標(biāo)志物檢測研究進(jìn)展[J]. 盧宇勛,李燦鵬,趙卉. 中國科學(xué):生命科學(xué). 2019(07)
[2]Monitoring disulfide bonds making and breaking in biological nanopore at single molecule level[J]. Bing Zhou,Ya-Qian Wang,Chan Cao,Da-Wei Li,Yi-Tao Long. Science China(Chemistry). 2018(11)
[3]A single biomolecule interface for advancing the sensitivity, selectivity and accuracy of sensors[J]. Yi-Lun Ying,Chan Cao,Yong-Xu Hu,Yi-Tao Long. National Science Review. 2018(04)
[4]國外納米生物傳感器研究新進(jìn)展[J]. 馮瑞華. 新材料產(chǎn)業(yè). 2010(05)
[5]納米生物傳感器[J]. 樊春海. 世界科學(xué). 2008(11)
本文編號:3318734
【文章來源】:湖北中醫(yī)藥大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1:雙抗體功能化納米通道的修飾過程示意圖
湖北中醫(yī)藥大學(xué)2020屆碩士學(xué)位論文10在室溫下進(jìn)行。1.3.5納米通道修飾過程的表征實(shí)驗(yàn)我們按上述實(shí)驗(yàn)修飾過程進(jìn)行實(shí)驗(yàn),分別將裸孔以及APTES、GA和雙抗體(CD63抗體和EpCAM抗體)每一步修飾后的納米通道膜進(jìn)行X射線光電子能譜(XPS)和接觸角(CA)分析。XPS數(shù)據(jù)是使用ESCALAB250XiXPS獲得的,源槍類型為Al和K。使用HM22-SDC-200S光學(xué)接觸角測量儀獲得氧化鋁納米通道膜上的接觸角的數(shù)據(jù)。為了驗(yàn)證雙抗體是否成功同時修飾在納米通道表面,我們將采用熒光抗體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。按上述實(shí)驗(yàn)步驟將兩種熒光抗體修飾在納米通道局部表面,未修飾的部分作為空白對照。通過熒光顯微鏡OlympusDP72獲得成功修飾雙抗體的熒光特性。1.4結(jié)果與討論1.4.1多孔陽極氧化鋁納米通道的SEM表征用場發(fā)射掃描電子顯微鏡來表征PAA納米通道的孔徑大校由于PAA納米通道膜不導(dǎo)電,因此在表征前先使用離子濺射儀噴鍍上了一層鉑金,增加其表面的導(dǎo)電性,以更好地觀察孔徑形狀與大校結(jié)果如圖1-2所示,圓柱形的納米通道分布均勻,其平均孔徑約為25nm,這與廠家所提供的尺寸一致(20-30nm)。圖1-2:PAA納米通道的場發(fā)射掃描電子顯微鏡表征(SEM),比例尺為100nm。
雙抗體功能化的納米通道生物傳感器高靈敏檢測外泌體111.4.2雙抗體功能化的納米通道生物傳感器修飾過程的電學(xué)表征在該實(shí)驗(yàn)中,通過相應(yīng)的I-V曲線驗(yàn)證了納米通道的成功修飾。如圖1-3所示,在1PBS(pH7.4)電解質(zhì)中測得的未修飾的納米通道顯示出線性的I-V曲線,在-1V時的電流為-1.2mA。這是因?yàn)樵摷{米通道是圓柱形且未修飾。由于氧化鋁的等電點(diǎn)為9.0,因此PAA膜的表面在pH為7.4的電解液中具有大量正電荷。用APTES修飾后,納米通道的離子電流稍降低。這是由于APTES的成功組裝降低了納米通道表面的潤濕性,因此在一定程度上影響了離子通過納米通道的傳輸能力[92]。如圖所示,在不帶電荷的戊二醛與APTES通過希夫反應(yīng)發(fā)生共價相互作用后,-1V處的離子電流從-1.03mA降低至-0.32mA,相應(yīng)降低了68%。這是因?yàn)楫?dāng)不帶電的戊二醛修飾到納米通道的表面時,納米通道表面上的正電荷減少,導(dǎo)致離子電流進(jìn)一步降低。用帶負(fù)電荷的抗體修飾后,納米通道表面的負(fù)電荷增加,并且-1V的離子電流增加至-0.6mA。此后,通道表面上未反應(yīng)的活性位點(diǎn)被10mg/mLBSA封閉,由于未反應(yīng)的活性位點(diǎn)較少,因此BSA封閉后的電流沒有明顯變化。I-V曲線中的這些變化表明納米通道已經(jīng)如預(yù)期的那樣成功地被逐步修飾。圖1-3:雙抗體功能化的納米通道修飾過程的I-V曲線,電解質(zhì)為1PBS(pH7.4)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于電化學(xué)生物傳感器的核酸腫瘤標(biāo)志物檢測研究進(jìn)展[J]. 盧宇勛,李燦鵬,趙卉. 中國科學(xué):生命科學(xué). 2019(07)
[2]Monitoring disulfide bonds making and breaking in biological nanopore at single molecule level[J]. Bing Zhou,Ya-Qian Wang,Chan Cao,Da-Wei Li,Yi-Tao Long. Science China(Chemistry). 2018(11)
[3]A single biomolecule interface for advancing the sensitivity, selectivity and accuracy of sensors[J]. Yi-Lun Ying,Chan Cao,Yong-Xu Hu,Yi-Tao Long. National Science Review. 2018(04)
[4]國外納米生物傳感器研究新進(jìn)展[J]. 馮瑞華. 新材料產(chǎn)業(yè). 2010(05)
[5]納米生物傳感器[J]. 樊春海. 世界科學(xué). 2008(11)
本文編號:3318734
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