一、纳米技术在生物医学领域中的应用（论文文献综述）
蔡雯雯[1]（2021）在《近红外二区荧光染料标记黑色素纳米探针的构建及其应用研究》文中研究表明目的:NIR-Ⅱ FI（1000-1700 nm）能够提供更深的组织穿透能力（?10 mm）,更高的信噪比和更好的时空分辨率。光声成像是近年来一种新兴的无创成像手段,整合了传统光学成像卓越对比度和超声成像高时空分辨率的优势。NIR-Ⅱ FI和PAI相结合为开发用于临床疾病成像、靶向治疗、疗效评估以及预后监测等的多模态探针提供了新策略。黑色素是一种广泛存在于人体的内源性色素,具有生物相容性好、可降解、化学结构易于修饰、光保护作用、金属离子螯和能力以及抗氧化等特性,因此广泛应用于包括生物成像、光热治疗、生物传感、诊疗一体化、抗感染和组织工程等生物医学领域中。本研究的目的是利用NIR-Ⅱ小分子荧光染料对人体内源性黑色素纳米颗粒（MNPs）进行标记,构建一种新型生物相容性好,且集NIR-Ⅱ荧光成像、光声成像和光热治疗于一体的多功能纳米探针MNPH2,首先对该纳米探针的基本表征和性能进行研究,随后探索其作为一种双模态造影剂及诊疗一体化制剂在干细胞示踪与肿瘤诊疗中的应用。方法:1.NIR-Ⅱ小分子荧光染料H2标记仿生黑色素纳米颗粒,构建多功能纳米探针MNPH2,并对其基本表征和性能进行研究。1.1利用仿生MNPs与NIR-Ⅱ荧光小分子染料H2化学反应获得MNPH2多功能纳米探针。1.2对MNPH2的TEM、FT-IR、稳定性、DLS、Zeta电位以及UV-Vis-NIR光吸收波谱等基本表征进行研究。1.3研究MNPH2的体外NIR-Ⅱ荧光成像、PA成像和光热转化性能。1.4通过体外溶血实验和大剂量活体注射对MNPH2的生物安全性进行评估。2.MNPH2标记hUMSCs后活体内长期NIR-Ⅱ FI/PAI双模态示踪并实现治疗急性肝损伤过程的可视化和疗效评估。2.1 CLSM、NIR-Ⅱ荧光显微镜和FCM分析hUMSCs对MNPH2的摄取能力（即MNPH2体外标记hUMSCs的能力）。2.2 CCK-8实验分析MNPH2对hUMSCs增殖活性的影响,成骨、成脂诱导分化实验分析MNPH2对hUMSCs分化能力的影响。2.3对MNPH2标记的hUMSCs行体外NIR-Ⅱ荧光和PA双模态成像。2.4 MNPH2标记的hUMSCs经皮下注射移植入活体后长期行NIR-Ⅱ FI/PAI双模态示踪观察。2.5 MNPH2标记的hUMSCs经静脉注射移植入急性肝损伤小鼠后行可视化治疗和疗效评估。3.MNPH2对喉癌行NIR-Ⅱ荧光和PA双模态成像引导光热治疗的诊疗一体化研究。3.1 CCK-8实验评估MNPH2对Hep-2细胞的增殖活性影响,NIR-Ⅱ荧光显微镜和CLSM观察Hep-2细胞对MNPH2的摄取能力,Calcein-AM/PI活死细胞双染分析MNPH2对Hep-2细胞的光热毒性。3.2构建喉癌活体肿瘤模型,并对其进行活体NIR-Ⅱ荧光和PA双模态成像。3.3评估荷喉癌裸鼠在NIR-Ⅱ荧光和PA双模态成像引导下肿瘤光热治疗的效果。结果:1.通过简单的一步法合成了具有良好生物相容性、NIR-Ⅱ FI和PAI以及光热转化性能的多功能纳米探针MNPH2。1.1 H2末端具有-COOH,在EDC/NHS的催化作用下与MNP-PEG末端的-NH2发生脱水缩合,形成酰胺键后连接起来,且每个MNP-PEG分子能够结合22个H2分子。1.2 MNPH2具有良好的水溶性和生理稳定性;TEM图像中MNPH2颗粒呈类圆形,大小一致,分布比较均匀;MNPH2的FT-IR光谱图中有酰胺键的吸收峰存在,证明了MNP-PEG与H2成功连接;MNPH2的水合粒径为33 nm,zeta电位为-13.3m V;UV-Vis-NIR吸收光谱显示MNPH2在近红外区有特征吸收峰,波峰位置处于768 nm。1.3 MNPH2具有良好的NIR-Ⅱ荧光和PA成像性能,且荧光信号和光声信号均随溶液浓度的增高逐渐增强,两者具有良好的相关性;MNPH2还显示出优良的光热转化效率和光热稳定性。1.4溶血实验结果表明MNPH2不会引发红细胞破碎导致溶血;大剂量MNPH2注射入小鼠活体后无明显的肝肾功能异常发生,且主要脏器的HE染色无异常病理学改变。2.MNPH2作为NIR-Ⅱ FI和PAI探针,实现活体内对hUMSCs的长期双模态示踪,以及hUMSCs治疗小鼠急性肝损伤过程的可视化和疗效评估。2.1 CLSM和NIR-Ⅱ荧光显微镜结果证明hUMSCs能通过简单的共培养方式将MNPH2颗粒摄取入细胞质内;FCM定量分析结果表明共培养4小时后,hUMSCs对MNPH2的摄取能力高达98.57%。2.2 CCK-8结果表明当MNPH2的浓度低于800μg/m L时,不会影响hUMSCs的增殖活性;成骨、成脂诱导分化实验证明hUMSCs经MNPH2标记后并不会影响其分化潜能。2.3 MNPH2成功标记hUMSCs后能够实现细胞在体外的NIR-Ⅱ荧光和PA双模态成像,且细胞数量越多,信号越强。2.4 MNPH2体外标记的hUMSCs经皮下注射移植入小鼠活体后,移植部位会发出NIR-Ⅱ荧光和PA信号,且信号随时间延长而逐渐减弱,至示踪第21天基本消失。2.5 MNPH2标记的hUMSCs经静脉注射移植入急性肝损伤小鼠后,NIR-Ⅱ FI和PAI都表明绝大多数细胞定植于损伤的肝脏组织内,并于注射后6小时细胞数量最多;NIR-Ⅱ FI也表明部分hUMSCs可经由肝-肠轴代谢排出体外。治疗过程中小鼠体重、血清学和组织病理学指标均表明hUMSCs能对小鼠急性肝损伤疾病发挥良好的治疗效果,且非瞬时作用。3.MNPH2作为诊疗一体化制剂用于活体喉癌的NIR-Ⅱ荧光和PA双模态成像引导的光热治疗。3.1 CCK-8结果表明MNPH2不会对Hep-2细胞的增殖活性产生影响;但若加以激光照射,MNPH2会释放热能杀伤细胞,导致细胞活性大幅度下降,且MNPH2孵育浓度越高,细胞活性越低;NIR-Ⅱ荧光显微镜和CLSM荧光图片表明Hep-2与MNPH2共孵育后会发生摄取;Calcein-AM/PI活死细胞双染从细胞层面再次证实MNPH2通过光热转化效应产生的热量足以杀死Hep-2细胞。3.2喉癌活体NIR-Ⅱ FI和PAI表明MNPH2经尾静脉注射后肿瘤被逐渐“点亮”,肿瘤组织的NIR-Ⅱ荧光和PA信号随时间延长而逐渐增强,于注射后8小时达到峰值,随后逐渐减弱。荷瘤小鼠主要脏器和肿瘤组织的NIR-Ⅱ FI图像表明MNPH2主要通过肝肠代谢排出体外。3.3在NIR-Ⅱ FI和PAI引导下对喉癌进行近红外激光照射,肿瘤局部温度升高至59.2℃,达到了杀伤肿瘤细胞的效果;对荷瘤小鼠的体重、肿瘤体积及肿瘤组织的HE染色分析表明MNPH2具有良好的光热治疗肿瘤的效果,且无副作用产生。结论:本研究以仿生型黑色素纳米颗粒为基础,通过一步法合成了集NIR-Ⅱ FI和PAI以及PTT治疗为一体的多功能纳米探针MNPH2。该探针具有以下优势:1)良好的水溶性和生理稳定性;2)优异的近红外光吸收特性;3)良好的生物安全性;4)NIR-Ⅱ荧光和PA成像性能;5)较高的光热转化效率和光热稳定性。该纳米探针实现了长期活体示踪皮下移植hUMSCs和治疗小鼠急性肝损伤的可视化,同时还能够实时无创动态监测活体肿瘤,在NIR-Ⅱ FI和PA双模态成像的引导下进行喉癌光热治疗。总之,MNPH2既可用于干细胞示踪和再生医学,又能用于肿瘤的诊疗一体化。本项研究进一步推动了以黑色素为核心的多功能纳米探针在生物医学领域应用的节奏,为其潜在的临床转化做准备。
梁晓周[2]（2020）在《面向SERS检测的纳米粒子制备及光谱数据处理与优化》文中研究表明随着纳米技术与生物医学的结合,纳米材料被广泛地运用到生物医学诊断和治疗中。表面增强拉曼光谱（SERS）技术利用纳米材料作为检测基底,极大的增强了拉曼信号的强度,能够有效降低检测极限,并且具有特别适合液态物质检测等优势;因此,在良恶性肿瘤诊断区分中得到广泛的研究应用。研究表明生物样品（尤其是病理组织、体液等）的拉曼光谱谱峰丰富,但反映不同病理状态的拉曼光谱整体谱型,主要谱峰位置的相似性大于差异性,表现为特征性拉曼光谱差异的响应不明显,甚至微小。不同拉曼数据分析方法的使用,例如通过结合多元数据统计分析方法,旨在提取主要和重要的光谱特征数据,进而凸显正常和异常样品之间明显和稳定可靠的拉曼光谱特征差异,并最终获得更好的基于拉曼光谱模型的疾病诊断区分效果。拉曼光谱数据的处理过程中,不同测试参数条件,仪器响应,样品准备,测试者个体差异等主客观原因所导致的光谱响应差异不可忽视;因此,拉曼光谱数据的预处理显得尤为重要。本论文以甲状腺患者（癌和良性肿瘤）的SERS拉曼光谱数据为分析对象,重点比较了四种不同归一化数据处理方法对不同的光谱数据多元统计分析方法的区分效果产生的影响;研究结果表明,最佳归一化处理与光谱数据的分类或监督模型无关。研究结果有望为今后开展基于拉曼光谱的疾病鉴别诊断模型的数据归一化处理,提供全面、客观的评估和参考。本论文的主要研究内容包括:1.首先简要介绍了纳米材料的研究范畴及其特点,优势;其次概述了纳米材料在生物医学中的分子诊断,生物传感,纳米造影等涵盖体外和体内诊断方面的应用;最后,介绍了纳米材料在肿瘤化疗,放疗,光动力、光热疗等治疗方面的应用。2.简要介绍了常规拉曼散射与表面增强拉曼光谱（SERS）的技术原理,对SERS光谱技术在医学中细胞、组织、体液诊断等方面的应用进行了概述。3.对四种不同的SERS增强基底（金纳米棒、金纳米星、银纳米立方及银纳米颗粒）进行了制备及表征,通过比较,最终确定银纳米颗粒作为SERS增强基底用于甲状腺肿瘤患者的血浆SERS光谱检测。4.对获得的80例甲状腺肿瘤患者血浆（50例甲状腺癌和30例甲状腺良性肿瘤）SERS光谱数据进行数据优化和多元统计分析,具体分析比较了四种常见归一化方法（矢量归一化,面积归一化,变量标准化归一化和酰胺峰强归一化）分别在无监督诊断区分模型（主成分分析）和有监督诊断区分模型（支持向量机）中,对甲状腺良性肿瘤和甲状腺癌的区分诊断效果的潜在影响。
于旭峰[3]（2020）在《血液透析用纳米纤维基复合膜的制备及其性能研究》文中进行了进一步梳理目前,肾脏疾病已影响到全球10%以上的人口,并已成为了威胁人类健康的全球性公共卫生问题之一。当人体患有肾病时,有毒物质会在体内大量积累并最终导致尿毒症综合症。血液透析是目前临床治疗这些终末期肾病患者最可行有效的技术,它是将患者的血液引出到体外并通过透析设备（也称为人工肾）将其净化后再重新输送回患者体内的过程。血液透析膜是透析设备的核心元件,它通过扩散和对流传质机制去除患者血液中的毒素和多余的水分,同时基于孔径筛分机理保留大分子蛋白等人体必需的物质。因此,研究和开发新型高性能血液透析膜是提高透析治疗效果、延长患者寿命的关键所在。目前研究的聚合物血液透析膜大多是由非溶剂致相分离（NIPS）法制备而成,这种一次成型的方法使其孔径分布较宽,从而导致了透析膜对中分子毒素清除和大分子蛋白保留难以兼顾的问题。并且这些透析膜还存在膜污染、引起凝血以及具有细胞毒性等一系列问题,这些问题会对患者健康产生严重的不良影响。此外,在透析过程中使用的透析液会被内毒素等生物污染物污染,高通量透析膜的使用也增加了这些污染物从透析液转移到患者血液中的风险。在此,本论文探索了由超薄分离层和纳米纤维多孔支撑层双层结构构成的纳米纤维基复合（TFNC）膜用作血液透析膜。在此基础上,通过对分离层孔隙结构、表面形貌和化学组成的调控以及对支撑层材料的设计开发出了新型高性能TFNC血液透析膜,并系统地研究了TFNC血液透析膜材料、结构与性能之间的相互关系规律。具体研究内容如下:（1）探索了由超薄分离层和纳米纤维多孔支撑层双层结构构成的TFNC膜用作血液透析膜。其中,纳米纤维多孔支撑层材料选用具有优异热稳定性、化学稳定性以及可纺性的聚丙烯腈（PAN）,分离层材料选用具有良好亲水性和生物相容性的聚乙烯醇（PVA）。超薄亲水的交联PVA分离层具有较窄的孔径分布可为TFNC膜提供高选择性（对尿素、溶菌酶以及牛血清白蛋白（BSA）的筛分系数分别为1.0、0.75以及0.05）,PAN纳米纤维多孔支撑层具有互相连通的孔隙结构可为TFNC膜提供高渗透性（纯水通量为290 L/m2h）。经优化后的PVA/PAN TFNC膜具有良好的透析性能（模拟透析4 h后对尿素和溶菌酶的清除率分别为82.6%和45.8%,对BSA的保留率为98.8%）。此外,PVA/PAN TFNC膜还具有优异的力学性能（拉伸强度为13.9MPa,断裂伸长率为55%）和良好的血液相容性。（2）将肝素功能化的多壁碳纳米管（Hep-g-pMWCNTs）引入到TFNC膜的交联PVA分离层中来制备一种含有定向毒素传质纳米通道的新型TFNC血液透析膜。其中,Hep-g-pMWCNTs通过贻贝仿生涂层法利用多巴胺（DA）对MWCNTs进行肝素功能化改性得到。通过模拟透析实验和孔-流模型分析可知在Hep-g-pMWCNTs与PVA基体之间产生的界面空隙可为毒素分子的运输提供额外的定向传质纳米通道,从而使得TFNC膜在不牺牲大分子蛋白高保留率的前提下进一步提高了对毒素的清除率,尤其是对中分子毒素的清除率显着高于目前报道的传统聚合物血液透析膜（Hep-g-pMWCNTs与PVA质量比为0.1的Hep-g-pMWCNTs/PVA/PAN TFNC膜在模拟透析4 h后对尿素和溶菌酶的清除率分别为88.2%和58.6%,对BSA的保留率为98.4%）。此外,Hep-g-pMWCNTs的引入还提高了TFNC膜的血液相容性（降低了蛋白质吸附、抑制了血小板粘附、延长了凝血时间、减少了对红细胞损伤以及降低了补体激活）。（3）将肝素与PVA混合制备的涂覆溶液不仅降低了涂覆溶液的粘度（从9.1±0.4 mPa s降低至6.4±0.3 mPa s）,而且还加快了涂覆溶液的凝胶化过程（凝胶点从19.0 min提前至14.2 min）。通过使用具有更低粘度、更快凝胶化的肝素/PVA混合涂覆溶液制备了一种具有亚微米脊状表面结构的新型肝素化TFNC血液透析膜。其中,TFNC膜表面亚微米脊状结构的形成归因于涂覆溶液中肝素与PVA含量的变化而引起的涂覆溶液流变性质的变化,即具有更低粘度、更快凝胶化的肝素/PVA混合涂覆溶液会使TFNC膜的表面自发地形成亚微米脊状结构。此外,引入的肝素分子可以通过席夫碱反应与PVA分子链共价结合。结果表明,亚微米脊状的表面结构和肝素的化学改性协同赋予了TFNC血液透析膜优异的综合性能（优异的渗透性、抗蛋白质污染性、抗凝血活性、细胞相容性以及透析性能等）。（4）将聚乙烯亚胺（PEI）/聚醚砜（PES）纳米纤维亲和膜作为支撑层制备了一种可以同时去除血液中毒素和透析液中内毒素的新型TFNC血液透析膜。其中,PEI/PES纳米纤维亲和膜通过共混静电纺丝和刻蚀交联制备得到。经优化后的PEI/PES纳米纤维亲和膜对内毒素的理论饱和吸附量为5667 EU/g,吸附平衡时间约为4 h。对血液中毒素和透析液中内毒素的联合去除实验结果表明,将PEI/PES纳米纤维亲和膜作为TFNC血液透析膜的支撑层不仅实现了透析膜在去除血液中毒素的同时还可以去除透析液中的内毒素（模拟透析4 h后对透析液中内毒素的去除量为180.5×103 EU/m2）,而且还有效地阻止了透析液中的内毒素在透析过程中通过透析膜传输到血液中。综上所述,本论文探索了将TFNC膜用作血液透析膜,其独特的双层结构使其突破了传统聚合物血液透析膜在选择性和渗透性之间存在的“Trade-off”平衡效应,在此基础上将定向毒素传质纳米通道引入到TFNC膜的分离层中实现了其在对大分子蛋白高保留的同时对毒素分子的高效清除,并通过物理表面形貌和化学组成的协同改性使其具有了优异的渗透性、抗蛋白质污染性、抗凝血活性、细胞相容性以及透析性能等,此外还将纳米纤维亲和膜用作TFNC膜的支撑层来实现其同时去除血液中毒素和透析液中内毒素。期望本论文的研究可为新型高性能血液透析膜的开发提供新的视角和思路。
郭宜君[4]（2020）在《用于构建可控DNA分子网络和优化基因编辑系统的功能核酸的研究》文中提出核酸作为已知生命形式中必不可少的生物聚合物或生物大分子,承载着储存和编码生命体遗传信息的重要职责。随着DNA纳米技术领域的发展,自然系统中的核酸复杂结构与功能已被广泛研究,核酸自身的特点与优势也被精准剖析,使其不仅能作为纳米材料成功地构建出复杂的纳米结构、器械与反应网络,更是推动了核酸作为可设计性的基因表达网络与强大特异性识别系统在合成生物学、分子生物学以及生物物理学等领域中的应用。而本论文中我们侧重研究了核酸结构的功能化及其在构建可编程DNA分子网络与优化基因编辑领域的应用。Toehold介导的链替换反应作为动态DNA纳米技术中的基础,已证明其在动态分子系统中非凡的可编程能力。而反应中反应底物结构的动态可控对于构建具有数字和动态行为的复杂DNA装置至关重要,因此在第二章中我们通过在传统“线性底物”的Toehold结构域与分支迁移域之间嵌入一个pH控制的分子间三链结构体,开发了一种动态可控分离式的DNA电路体系。该体系可以通过pH值的变化来调节反应速率和可拆卸电路的“开关”状态。由此我们也成功地构建了由三个pH响应DNA模块组成的双输入电路。重要的是,在第三章中我们更是利用了该分子间三链体结构的高度可分离性,构建了一种球形核酸的可重置自组装系统,该装置可以在恒定温度下实现反应重置且无额外DNA废产物产生。此外该策略更是演示了一个从球形核酸自组装系统中回收废弃球形核酸的实例。该策略的提出给复杂分子系统和可重编辑纳米粒子超晶格的动态调节提供了一种简便新颖的思路。另一方面作为储存和编码生命体遗传信息的重要载体,DNA各种不同的表现形态与修正状态对生命体体征的影响也不尽相同。针对靶向基因序列的CRISPR编辑技术因其优秀的可编程性和特异性识别能力提供了在基因序列上更多可操控的编辑空间;而其在人类哺乳细胞尤其是干细胞、原代细胞的有限的基因敲入能力以及高的脱靶效应,严重局限了该技术在更多遗传疾病诊疗技术中的应用。因此在第四章中,我们发现将含有短同源臂的双链DNA的5’末端进行化学小分子的修饰并充当供体模板时,能够有效的提高基因敲入效率。将高稳定性和低毒性的Cas9核糖核蛋白与作为供体模板的末端修饰双链DNA相结合的设计具有高敲入效率、短试验周期、高安全性以及高精度等优点。且在人类胚胎肾脏细胞中0.7/2.5 kb插入长度的DNA片段分别实现了空前的65%/40%敲入效率,并鉴定出5’末端化学修饰的双链DNA供体能够在人类肿瘤细胞和干细胞内不同基因组位点上实现5倍基因敲入效率的提高。针对核酸的化学修饰的设计,不仅给该研究领域提供了一个新颖的优化方向,更是拓宽了基因编辑技术在实际应用中的使用范围。在第五章中,我们更是通过将核酸的动态链替换反应概念应用在CRISPR体系上,高效的抑制了基因编辑中脱靶效应这一大难题。我们通过设计与sgRNA引导序列反义的短单链DNA保护链与sgRNA相结合,经过合理的结构优化实现了脱靶效率的有效抑制;且在人类内源基因位点上实现了高达90%以上的脱靶效率的抑制。该策略的设计不仅实现了生物体系与核酸纳米技术的成功结合,更是通过简单有效的方法实现了基因编辑的精准编辑。
王丹阳[5]（2020）在《新型磁性纳米粒子在杀伤性T细胞分离中的应用》文中研究说明磁性纳米技术的应用促进了各个领域的发展,尤其是生物医学研究和临床领域。免疫细胞治疗作为一种新兴的癌症治疗手段,因其良好的治疗效果,近些年受到了越来越多的关注。在免疫细胞治疗的研究中,免疫细胞的分选显得尤为重要,分选技术会影响所需免疫细胞的质量。磁性纳米粒子具有磁响应强,良好的生物相容性,比表面积大等许多优点,科学家研究发现磁性纳米粒子在细胞分离中有着重要的应用价值。为更好的探究可应用于肿瘤杀伤性T淋巴细胞分离中的磁性纳米粒子,本课题利用实验室的新型磁性纳米平台,选用两种不同的磁性纳米粒子:羧基磁珠和氨基磁珠,进行CD8特异性抗体偶联实验,结合BCA微量蛋白浓度测定法探究两种磁性纳米粒子对抗体的偶联效果,发现在抗体添加量相同的条件下,氨基磁珠的偶联效果优于羧基磁珠。进一步通过抗体用量的梯度实验对氨基磁珠表面抗体的偶联量进行研究,结果显示在抗体与磁珠的比例为50μg:3 mg时,氨基磁珠具有96.65%的最大偶联率。同时,利用Nicomp380/ZLS纳米粒度分析仪对磁珠与抗体的偶联反应前后进行粒度分析,结果显示免疫磁珠的平均粒径和多分散系数都有不同程度的增长,表明抗体的偶联会对免疫磁珠的分散性以及粒径产生影响,且在相同条件下氨基免疫磁珠的分散性优于羧基免疫磁珠,进一步证明了氨基磁珠比羧基磁珠更适合用于本课题研究。该课题旨在探究可以用于分离杀伤性T细胞的磁性纳米粒子,从磁性纳米粒子的选择入手,进行了抗体的偶联量以及免疫磁珠性质的分析,得到了对后续磁性纳米粒子在CD8+T淋巴细胞分离应用中的探究有参考价值的结论,为进行磁性纳米粒子参与的细胞分离以及CD8+T淋巴细胞在免疫细胞治疗方面的研究提供了理论依据。
郭磊[6]（2020）在《基于非晶纳米晶磁芯的微型磁通门传感器及其在生物检测中的应用》文中研究说明据世界卫生组织（WHO）统计,全球罹患心肌梗死（AMI）疾病的人数正在不断增加,且相应的疾病死亡人口数也呈逐年上升的趋势,而其中因疾病诊断与发现不及时所导致的患者死亡比率占据了50%以上。因此,AMI疾病的早期诊断技术受到了国内外众多学者越来越多的重视。自20世纪90年代发展起来的生物传感器技术由于其灵敏度高、特异性强等优势在现代化的医学检测领域中展现出了极大的应用潜力。目前,在AMI疾病的诊断中,基于心肌标志物检测的生物传感器技术已成为相关疾病诊断的黄金标准,但截止到目前,临床上依赖的AMI疾病检测系统大多以商业化的大型仪器为主,这些技术设备虽然可靠有效,却也具有较大的局限性如:价格昂贵、操作繁琐、检测时间较长等,因此难以满足现代化医学领域对疾病进行即时诊断的需求。近年来,随着生命分析科学及材料科学的发展,结合磁性粒子免疫技术的磁生物传感器得到了飞速的发展,并成为了生物传感器技术中重要的研究分支之一。与传统的商业检测方法相比,磁生物传感器具有以下优势:灵敏度高、特异性强、体积小、操作简单且检测快速等,这使得该项技术自诞生以来便在疾病标志物的即时检测领域中展现出了巨大的商业价值。在众多磁生物传感器中,微型磁通门生物传感器因其在灵敏度、可靠性及响应速度等方面的综合优势而得到了众多学者的关注与青睐,并已见一些相关的研究报道。但截止到目前,有关磁通门生物传感器的研究仍处于起步阶段,无论是对微型磁通门器件本身抑或是其相应的生物检测系统的研究均尚不完善。鉴于此,本文基于微机电系统（MEMS）加工技术对微型化磁通门传感器进行了全面的分析与研究,并以心肌标志物为检测对象,结合磁性粒子免疫方法设计研发了基于微型磁通门传感器的生物医学分析方法及其相应的微流控芯片系统,并同时对该磁通门生物检测技术进行了全面的优化与研究。本文的具体工作内容如下:1.从磁通门传感器的工作原理出发,结合相应的电磁学理论,建立了一整套关于磁通门传感器的数学理论模型,并使用Magnet及Matlab等软件进行建模仿真,采用模型模拟的方法对影响传感器工作性能的诸多参数进行了仿真模拟。基于所得的仿真结果,对微型磁通门传感器的一些基本结构参数进行了初步优化,并得到了相应的设计参数如下:激励及感应线圈的匝数为30～60匝;单匝线圈的宽度为40～60 um;线圈间的间隙宽度为40～50 um;磁芯长度为8～12 mm等。同时,结合具体的磁性材料参数及生物磁性粒子磁化模型,针对不同磁芯材料的生物传感器的医学检测性能进行了模拟比较,并确定了以Fe基非晶材料作为传感器的磁芯材料。2.基于MEMS加工技术制造了不同布局结构及设计参数的全集成式微型磁通门传感器,并对传感器的设计结构进行了更为细致的优化,得出了更佳的磁通门传感器设计方案。同时,通过Fe基非晶磁芯材料的热处理退火工艺,进一步对磁通门传感器的性能进行了提升。最终,得到了高性能的磁通门器件,其主要的性能参数如下:最大灵敏度超过1200 V/T;线性度方差高于0.99,线性范围接近0～1 m T;噪声值低于100 p T/Hz1/2。3.基于所研制的高性能微型磁通门传感器,结合生物磁珠-抗体免疫技术及相应的心肌标志物检测方法研发了可用于心肌梗死疾病分析诊断的磁通门生物传感器系统,并对该系统的检测性能进行了全面的优化与表征。结果显示所研制的磁通门生物传感器具有很好的心肌标志物检测灵敏度,对于不同的心肌标志物而言,该传感器系统的检测限分别为0.25 ng/m L（CK-MB）、1 ng/m L（CRP）、50 pg/m L（c Tn I）及10 pg/m L（c Tn T）,且传感器的输出信号强度与标志物浓度之间具有明显的线性关系,这表明该传感器系统在对心肌标志物进行灵敏检测的同时还能对样品的浓度进行估算。除此之外,所设计的传感器系统还具有非常好的特异性及良好的性能稳定性。这些结果显示所设计的生物传感器系统具有非常好的综合使用性能。4.在磁通门生物传感器的基础上,进一步研发了基于磁通门生物传感器的微流控芯片系统,并实现了基于该芯片系统的心肌标志物单目标检测及多目标联合检测等功能。结果显示该系统在保持了磁通门生物传感器高性能的基础上还具有使用效率高、操作便捷且自动化程度高等优点,能够十分方便且高效的完成对相应生物标志物的检测,这些有益结果为微型磁通门传感器在医学分析领域中的实际应用奠定了基础。
司艳美[7]（2019）在《基于金银合金的新型SERS纳米探针用于生物医学检测研究》文中进行了进一步梳理表面增强拉曼散射光谱（SERS）不仅可提供分子的振动信息,而且由于其窄散射峰适用于多重分析,已广泛应用于生物医学成像、生物传感及疾病诊断中。特别是近年来,胶体等离子体贵金属纳米材料的发展,使SERS技术在复杂生物体系分析检测中的应用受到了越来越多的关注。然而,现有SERS检测方法在生物医学成像和生物传感方面仍面临许多挑战。首先,常规SERS基底一般由金或银纳米材料制成,金纳米材料的SERS增强效果不够理想,虽然银纳米材料的SERS增强效果比较好,但其化学稳定性差、生物毒性大。其次,常用于生物体系检测的拉曼报告分子在指纹区域(<1800 cm-1)具有多个拉曼峰,这些拉曼峰容易与内源性物质的拉曼峰重叠,会严重影响分析检测的准确度。另外,现有SERS检测方法通常更关注单一目标物的检测,很少有研究致力于开发便捷可靠的SERS传感阵列以用于多种疾病标志物的同时分析检测。本论文以SERS技术作为主要分析手段,首先制备了具有优良SERS增强性能的金银合金纳米颗粒,再结合细胞静默区拉曼报告分子以及传感阵列策略,构建了一系列用于生物医学成像及疾病标志物检测的SERS传感新方法。具体研究内容如下:（1）炔基-DNA-功能化金银合金纳米颗粒探针（Alkyne-DNA-AuAgNPs）用于活细胞内核酸内切酶活性的比率型SERS成像分析。合成了合金化Au/Ag纳米粒子（AuAgNPs）作为SERS基底,该基底同时具有类似于金的化学稳定性、生物相容性和类似于银的等离子体增强性能。使用4-巯基苯乙炔（MPAE）和标记3-(（4-（苯基乙炔基）苄硫基）丙酸（PEB）的单链DNA（ssDNA）功能化AuAgNPs,以炔烃作为报告分子,避免了复杂组分对SERS信号的干扰。核酸内切酶存在时,ssDNA被切割,PEB分子从颗粒表面释放,PEB中炔基的SERS信号(2215 cm-1)降低,MPAE中炔基的SERS信号(1983 cm-1)保持不变,实现了基于比率峰强度I1983/I2215对体外和活细胞内的核酸内切酶的高灵敏、无干扰分析检测。（2）多孔SiO2包覆的炔烃功能化的金银合金纳米颗粒（AuAg@p-SiO2NPs）用于活细胞中H2O2的比率型SERS成像分析。制备了超薄多孔SiO2涂层的Au/Ag合金纳米粒子（AuAg@p-SiO2NPs）,这种新型SERS基底不仅具有AuAgNPs的优良特性,而且超薄多孔SiO2壳避免颗粒团聚的同时消除了传统有机封端配体的使用,使颗粒具有干净表面和高度可获得性热点。使用4-巯基苯硼酸（MPBA）和4-巯基苯乙炔（MPAE）功能化AuAg@p-SiO2NPs,以多巴胺（DA）作为桥联分子,通过形成硼酯键和酰胺键,将3-（（4-苯基乙炔基）苄硫基）丙酸（PEB）结合到纳米颗粒表面。H2O2存在下,硼酯键转换为苯酚,PEB衍生物分子从AuAgNPs的表面释放,2214 cm-1处PEB的SERS信号显着降低,1986 cm-1处MPAE的SERS信号保持不变,依据比率峰强度I1986/I2214实现了H2O2定量分析以及活细胞中外源性和内源性H2O2的无干扰比率型拉曼成像。（3）基于腈基功能化金银合金纳米探针和DNA水凝胶的SERS传感阵列用于miRNA相关癌症的筛选。使用目标miRNA响应型DNA水凝胶作为SERS传感检测通道的开关。在目标miRNA存在下,MNAzyme的活性恢复,DNA水凝胶中底物连接链断开,水凝胶发生解体,生物素标记多肽（Bio-PP）和4-巯基苯甲腈（MPBN）功能化的AuAgNPs（B/M-AuAgNPs）将通过受损的DNA水凝胶并与检测单元底部链霉亲和素结合,SERS传感器产生强拉曼信号,实现miRNA的定量。而且,通过简单地调整SERS传感阵列检测通道中DNA水凝胶的识别序列,可以实现9种miRNA的同时检测,在miRNA标记的癌症早期诊断中具有广泛的应用前景。（4）基于腈基功能化金银合金纳米探针和目标催化DNA发夹自组装的SERS传感阵列用于多种miRNA的同时检测分析。使用目标miRNA对应的发夹1修饰SERS传感检测孔。miRNA对应的发夹2和拉曼报告分子4-巯基苯甲腈（MPBN）修饰AuAgNPs制备SERS探针。目标miRNA存在时,引发催化发夹自组装反应（CHA）,形成发夹1/发夹2杂交双链体,miRNA被释放继续引发CHA反应,实现了信号的循环放大,SERS探针结合到SERS传感检测孔,可检测到强SERS信号,实现了目标miRNA的高灵敏定量。另外,该方法与SERS阵列结合,成功应用于多种miRNA的检测,实现了MCF-7细胞、HepG2细胞和L02细胞RNA提取物中内源性miRNA的高灵敏测定,对于miRNA相关疾病的临床诊断具有重要的意义。（5）基于DNA水凝胶和便携式葡萄糖检测装置的生物传感阵列用于miRNA的识别与定量检测分析。封装在DNA水凝胶内的淀粉酶,与水凝胶外部溶液中的直链淀粉分离。加入目标miRNA后,MNAzyme活性恢复,对DNA凝胶中的底物连接链进行循环切割反应,导致水凝胶解体,淀粉酶释放到溶液中催化直链淀粉水解,产生大量葡萄糖,便携式葡萄糖检测装置（PGM）信号增强。实现了通过PGM信号对miR-21的便携式检测。此外,通过目标识别序列的简单合理设计,封装淀粉酶的DNA水凝胶传感平台成功应用于多种miRNA的检测,实现了对HeLa细胞、HepG2细胞、MCF-7细胞和L02细胞RNA提取物中内源性miRNA的检测。
朱春莉[8]（2019）在《硒化铟纳米片和锌离子探针的制备及其生物医学应用研究》文中研究表明用于生物医学研究的纳米材料如无机纳米材料、核酸纳米材料等为生物分子检测和疾病治疗提供了新的方案。无机纳米材料在生物医学应用中具有高灵敏度、快速、廉价、形状尺寸可控等特点,在生物分子检测、成像诊断、癌症治疗等领域有广泛应用。核酸纳米材料是纳米材料领域中的一颗新星,核酸分子具有高亲和性、高选择性、具有编码能力和可设计性等特点,为生物传感、超灵敏生物分子检测以及疾病治疗等领域提供了新思路。尽管目前用于生物医学研究的纳米材料层出不穷,但受到功能或靶向性不足的限制,真正能发挥作用的纳米材料却少之又少。因此,开发新的具有独特功能性或靶向性的纳米材料,对生物医学研究具有重要意义。以石墨烯及其衍生物、二硫化钼和黑磷为代表的无机光热纳米材料对于疾病治疗具有重要价值,它们都属于二维范德瓦尔斯（vdW）材料,且在被发现其光热性质之前已经作为优异的半导体为人们所熟知。鉴于其结构上的共同点,我们推测同是二维vdW材料的半导体硒化铟具有相似的光热转换性能并有应用于光热治疗领域的潜力。在疾病诊断方面,阿尔兹海默症的病理与体内金属稳态机制遭到破坏有关,体内的金属离子浓度和结合情况可以有效反映出疾病特征,但其较低的浓度及特定的结合位点使得检测成为难题。核酸适体是一种可以特异性识别多种小分子并与之结合的核酸分子,常应用于各种疾病相关的生物传感和治疗探针的设计,是作为金属离子探针的强有力选择。基于核酸适体构建相应的金属活性离子探针有助于理解金属相关的神经病理学,便于进一步降低金属相关的神经毒性。本论文的工作主要从两方面展开,一是以二维光热纳米材料为出发点,开发新的可应用于光热治疗领域的无机纳米材料;二是基于核酸适体构建新的核酸纳米探针用于阿尔兹海默症相关疾病位点处金属活性离子的靶向检测。具体研究内容如下:（1）通过溶剂剥离技术制备大量二维尺寸为30-200 nm、厚度为2-17 nm的α-In2Se3纳米片。这些α-In2Se3纳米片具有优异的近红外光热性能,在808 nm激发下可以转化生成热。进一步将In2Se3纳米片应用在光热抗菌领域,其优异的近红外光热转换性能对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都具有显着的抑菌作用,表明其具有作为光热试剂应用于生物医学领域的潜力。（2）基于Zn2+适体和β-淀粉样蛋白（Aβ）适体设计了一种由双核酸适体构成的分子探针。一方面该探针可以实现Zn2+的高灵敏度及高特异性检测,另一方面,由于Aβ适体与Aβ之间的特异性结合,该分子探针可以在Aβ存在的情况下对Aβ周围的Zn2+进行响应,反映Aβ周围的Zn2+水平。该探针在Zn2+检测方面的优异性能为金属离子诱导的Aβ聚集机理研究提供了重要的工具,在阿尔兹海默症发病机理研究方面具有重要意义。
俞樟森[9]（2018）在《Er3+掺杂稀土氟化物多功能纳米荧光探针在肿瘤精准诊疗中的应用研究》文中进行了进一步梳理稀土掺杂上转换荧光纳米微粒（Upconversion Nanoparticles,UCNPs）由于其具有独特的发光特性而在太阳能光电转换、光信息学、生物医学及光电子学等领域获得广泛的应用。特别是在生物医学领域,通过对UCNPs进行表面功能化修饰后,在生物医学成像、生物标记物检测、药物输运、疾病诊疗等方面已获得深入的研究,并取得一些突出的成果。但是在UCNPs的设计、构建及生物医学应用研究中也存在着上转换荧光量子产率低、激发波长固定及生物安全性等问题亟待解决。本论文主要研究Er3+掺杂的稀土氟化物多功能纳米荧光探针的设计、构建及其在肿瘤精准诊疗中的应用,并探索上述问题的可能解决方法。主要研究内容概述如下:（1）选择LiLuF4:Yb,Er作为发光内核,构建粒径小于25 nm的超小上转换荧光多功能纳米探针MNPs（MC540）/DSPE-PEG-NPY,其具有靶向上转换荧光、MR、CT成像及光动力学治疗的功能,且NPY靶分子使纳米微粒在肿瘤部位的富集量增加2倍。实验结果表明在纳米探针合成过程中,利用高温热分解法外延生长多层LiGdF4薄壳层使发光内核上转换荧光强度提高5.4倍,纵向和横向弛豫率分别为r1=10.24 mM-1s-1、r2=16.44 mM-1s-1,CT成像效果评价参数值为20.97HU·mg-1·mL。超小结构的纳米微粒和生物相容性良好的DSPE-PEG的包覆均有效降低纳米探针的活体急性毒性,注射剂量在200 mg/kg以下时,纳米微粒无明显毒性;纳米探针能够实现优良的靶向三模态成像功能和PDT效果。（2）基于Er3+的多能级吸收特征,在12种稀土氟化物基质中单掺杂Er3+获得具有多波长激发、上/下转换荧光共存的SED纳米荧光微粒（Single Eribum Doped Nanoparticles,SED）。对样品进行TEM、XRD、可见-近红外吸收光谱、上/下转换荧光光谱等进行表征;利用Judd-Ofelt理论计算各稀土氟化物中掺杂Er3+的部分能级光谱参数,获得振子强度参数Ωt（t=2,4,6）、自发辐射跃迁几率Arad、荧光分支比β和自发辐射跃迁寿命τSR;分析样品粒径、晶相等性质对发光强度的影响规律。这一工作为探索多波长激发的高效上/下转换发光的纳米荧光微粒奠定基础。（3）选择NaLuF4基质进行Er3+和Gd3+共掺杂构建SED纳米荧光微粒,Gd3+掺杂用于调控纳米荧光微粒的粒径,掺杂浓度从0.0%-20.0%时,纳米荧光微粒的粒径从213 nm减小到43 nm。纳米荧光微粒的纵向和横向弛豫率分别为r1=2.79 mM-1s-1、r2=3.34 mM-1s-1,CT成像效果评价参数值为16.52 HU·mg-1·mL。利用外延生长多层NaLuF4钝化薄壳层使发光内核的荧光强度增强7.3倍;进一步利用DSPE-PEG进行表面修饰,再用于活体在808、980和1500 nm激光激发下的上/下转换荧光成像,并评估利用不同激发光及荧光波段进行成像的效果;评估SED纳米荧光微粒的活体急性毒性,毒理学实验结果表明注射剂量在100mg/kg以下时,SED纳米微粒无明显毒性。这一工作构建的SED纳米荧光微粒实现在多波长激发下可见及近红外I、II区的活体荧光成像,并且生物安全性良好,对生物医学荧光成像的发展具有重要的意义。综上所述,本论文研究工作基于稀土上转换荧光纳米微粒构建的多功能纳米荧光探针为肿瘤精准诊疗提供了新方法和技术。在设计和构建多功能纳米荧光探针的研究中,通过减小纳米探针的粒径及包覆DSPE-PEG的方法提升其生物安全性;通过Er3+单掺杂及外延生长多层壳层结构的方法,实现了SED纳米荧光微粒在多波长激发下的较强的上/下转换发光,并应用于细胞及活体荧光成像。本论文研究成果对促进UCNPs在生物医学领域的应用具有一定的积极意义。
刘轲[10]（2018）在《基于DNA纳米技术与原子力显微镜高分辨成像的精准基因检测研究与应用》文中研究说明DNA纳米技术是纳米科学领域的一门新兴学科,它是利用DNA依据碱基互补配对原则通过自组装行为构建成为各种维度的空间结构,具有长远的开发应用价值。DNA纳米技术的发展史可追溯到上世纪80年代中期由美国科学家N.C.Seeman开创的交叉结结构,至今已足足历经35年的飞速发展,它涵盖了DNA拼块自组装、DNA折纸术以及DNA纳米器件应用等多个方向的研究。DNA纳米材料由于具有其他传统纳米材料无法比拟的优越性,而迅速成为数学、物理、化学、计算机以及生物医学等多个学科领域的宠儿。本文通过回顾DNA纳米技术的发展史,综述性地探讨了目前DNA纳米技术在各个学科领域的前沿进展,并重点关注DNA纳米技术在生物医学尤其是遗传学领域的应用。本论文的研究主要是对当前现有DNA自组装技术进一步的理解和发展,并致力于遗传学和精准医学检测领域一些目前亟待解决的关键问题。所开展的研究工作主要包括以下几个方面:第一部分——基于DNA折纸标记的单分子单倍体分型技术。随着国际人类基因组计划的完成以及当前高通量测序技术的飞速发展,转化医学以及精准医疗等领域对遗传检测分析方法的需求也越来越高。然而目前的测序技术仍然面临着巨大的挑战,由于仪器读长的限制使得无法获取完整的DNA长片段信息。传统的单倍型检测分析方法或因为模拟计算的不精确性,或因为实验技术的复杂性而导致信息获取较为困难。在本文的研究中,我们以DNA折纸结构作为可视化探针对目标基因多态性位点进行特异性标记,通过原子力显微镜扫描得到的折纸探针图形信号直接转化为长片段目标基因的单倍型信息,并初步实现了对单分子DNA高分辨率的单倍体分型检测。这一研究不仅弥补了当前测序以及实验室基因型检测技术难以解决的问题,而且发展了一种基于DNA纳米技术与原子力显微镜相结合的新颖遗传信息检测分析方法,未来有希望应用于更广泛的基因组学分析研究,也为DNA自组装技术在生物医学领域的应用提供新的思路。第二部分——基于DNA折纸标记的乙肝病毒基因型单分子检测。在前一章完成了基于DNA折纸标记识别长片段目标基因单倍型的前期工作基础上,我们进一步深入探讨DNA纳米技术应用于精准医学检测领域的方向。如何精确诊断、预测疾病的发生发展以及提高病人的生存率,是当今生物医学研究面临的重大挑战。提高检测方法的特异性和灵敏度是解决这一难题的途径之一。传统常见的基因检测方法（如PCR、RT-PCR或测序）都是通过扩增基因组模板分子放大叠加信号来识别基因型信息。这种方式只能反映出基因组的总体遗传信息,但对于少量的罕见变异却常常被放大叠加信号所掩盖而忽略。只有实现单个分子水平上的检测才能真正做到精准的遗传信息识别。病毒基因型的精准检测对于诊断、治疗病毒感染型疾病非常关键。当前传统的检测方法大多依赖于病毒标志物的浓度水平,经常会由于患者处于病毒感染的“窗口期”而出现错检漏检的可能性,从而耽误疾病治疗的黄金时期。因此在这项研究中我们以乙型肝炎病毒（HBV）为例,通过建立一套针对不同基因型HBV的DNA折纸靶向识别探针,借助原子力显微镜（AFM）的高分辨率成像直接读取病毒DNA的遗传变异信息,从而准确判定乙肝病毒的基因型。在后续的实证研究中,我们以11例临床血液样本中提取的HBV DNA分子为研究对象,通过原子力显微成像进行单盲检测,分型结果与一代测序分析结果保持高度一致,由此验证了该检测方法高度的特异性。此外,灵敏度也是考察检测方法是否高效的金标准之一。经过多次反复测试和稳定性评估,最终发现该方法的最低检测限可达10 pM,其灵敏度要优于目前大多数现有的检测方法。研究结果表明,这种基于DNA纳米技术与原子力高分辨显微成像相结合的乙肝病毒基因型分析方法的是稳定可靠的,在未来将有望成为实验室或临床鉴定HBV基因型的一种有力手段。在论文的最后部分,对DNA纳米技术未来的发展进行一些前瞻性的展望,并介绍几个未来在多学科领域可能应用的畅想。也由此可以预见,即使DNA纳米技术目前的研究进展还无法与传统纳米材料相提并论,但是DNA纳米材料在越来越多跨学科交叉研究项目中的应用已经成为一种趋势。DNA纳米技术这门冉冉升起的新兴学科将拥有广阔的应用前景和研究价值,必将在未来各个科学领域大展宏图。
二、纳米技术在生物医学领域中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、纳米技术在生物医学领域中的应用（论文提纲范文）
（1）近红外二区荧光染料标记黑色素纳米探针的构建及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 常用缩写词中英文对照表 |
| 前言 |
| 第一部分 NIR-Ⅱ荧光染料标记黑色素纳米探针(MNPH2)的合成、表征及性能 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 主要试剂和仪器 |
| 1.2 MNPH2 的合成 |
| 1.3 MNPH2 的基本表征 |
| 1.4 MNPH2 的体外PAI性能 |
| 1.5 MNPH2 的体外NIR-Ⅱ FI性能 |
| 1.6 MNPH2 的体外光热转化性能 |
| 1.7 MNPH2 的生物安全性能 |
| 1.8 统计学分析 |
| 2 结果 |
| 2.1 MNPH2 的合成与基本表征分析 |
| 2.2 MNPH2 的光声性能 |
| 2.3 MNPH2的NIR-Ⅱ荧光性能 |
| 2.4 MNPH2 的光热转化性能 |
| 2.5 MNPH2 的生物安全性评估 |
| 3 讨论 |
| 4 结论 |
| 第二部分 NIR-Ⅱ FI/PAI活体示踪hUMSCs并可视化治疗急性肝损伤 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 主要试剂与仪器 |
| 1.2 hUMSCs的提取与培养 |
| 1.3 hUMSCs摄取MNPH2、细胞活性及分化能力评估 |
| 1.4 hUMSCs体外NIR-Ⅱ荧光/PA双模态成像 |
| 1.5 NIR-Ⅱ荧光/PA双模态成像活体示踪移植hUMSCs |
| 1.6 活体移植hUMSCs治疗急性肝损伤的可视化修复过程和疗效评估 |
| 1.7 统计学分析 |
| 2 结果 |
| 2.1 模式图 |
| 2.2 CLSM、NIR-Ⅱ荧光显微镜及FCM分析MNPH2 的标记能力 |
| 2.3 MNPH2对hUMSCs细胞活性的影响 |
| 2.4 MNPH2对hUMSCs分化能力的影响 |
| 2.5 MNPH2 标记hUMSCs的体外双模态成像 |
| 2.6 活体NIR-Ⅱ FI和 PAI双模态长期示踪hUMSCs |
| 2.7 可视化研究hUMSCs治疗急性肝损伤及疗效评估 |
| 3 讨论 |
| 3.1 NIR-Ⅱ FI/PAI双模态活体示踪hUMSCs |
| 3.2 hUMSCs治疗小鼠急性肝损伤可视化研究及疗效评估 |
| 4 结论 |
| 第三部分 NIR-Ⅱ FI/PAI引导PTT在喉癌诊疗一体化研究中的应用 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 主要试剂与仪器 |
| 1.2 Hep-2 细胞培养 |
| 1.3 Hep-2 细胞增殖活性实验 |
| 1.4 Hep-2 细胞摄取MNPH2 能力评估 |
| 1.5 Hep-2 细胞光热杀伤效果分析 |
| 1.6 喉癌肿瘤模型构建 |
| 1.7 喉癌活体NIR-Ⅱ荧光和PA双模态成像 |
| 1.8 喉癌活体光热治疗效果分析 |
| 1.9 数据分析 |
| 2 结果 |
| 2.1 模式图 |
| 2.2 细胞毒性、细胞摄取和细胞光热杀伤效果分析 |
| 2.3 活体肿瘤NIR-Ⅱ荧光和PA双模态成像 |
| 2.4 活体光热治疗效果评估 |
| 3 讨论 |
| 3.1 MNPH2 纳米探针靶向诊断活体肿瘤 |
| 3.2 NIR-Ⅱ荧光和PA双模态成像引导的活体肿瘤光热治疗 |
| 4 结论 |
| 参考文献 |
| 综述 天然黑色素及其类似物作为一种多功能纳米平台 在生物医学领域中的应用 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
（2）面向SERS检测的纳米粒子制备及光谱数据处理与优化（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 纳米粒子在生物医学诊疗中的应用 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 纳米材料在生物医学诊断中的应用 |
| 1.2.1 体外诊断 |
| 1.2.2 体内诊断 |
| 1.3 纳米材料在肿瘤治疗中的应用 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 拉曼和SERS技术简介和生物医学诊断的应用 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 拉曼光谱原理及技术进展 |
| 2.2.1 拉曼光谱基本原理 |
| 2.2.2 拉曼光谱技术的发展 |
| 2.3 SERS光谱原理及应用 |
| 2.3.1 SERS光谱基本原理 |
| 2.3.2 SERS光谱应用 |
| 2.4 拉曼分析系统 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 SERS纳米粒子的制备与表征 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 金纳米棒的制备及表征 |
| 3.3 金纳米星的制备及表征 |
| 3.4 银纳米立方的制备及表征 |
| 3.5 银纳米粒子的制备及表征 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 SERS光谱数据预处理优化和多元统计分析 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 甲状腺血浆的SERS光谱检测 |
| 4.3 甲状腺血浆SERS光谱数据归一化处理 |
| 4.3.1 矢量归一化 |
| 4.3.2 变量标准化归一化 |
| 4.3.3 面积归一化 |
| 4.3.4 峰值归一化 |
| 4.3.5 归一化光谱比较 |
| 4.4 数据多元统计分析 |
| 4.4.1 主成分-线性判别分析(PCA-LDA) |
| 4.4.2 支持向量机(SVM) |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务及成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）血液透析用纳米纤维基复合膜的制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 膜技术在生物医学领域中的应用 |
| 1.2 血液透析及其基本原理 |
| 1.2.1 肾脏与肾脏疾病 |
| 1.2.2 血液透析的发展历史 |
| 1.2.3 血液透析的基本原理 |
| 1.3 血液透析膜及其进展 |
| 1.3.1 理想血液透析膜的特性 |
| 1.3.2 血液透析膜材料 |
| 1.3.3 血液透析膜改性 |
| 1.4 纳米纤维基复合膜 |
| 1.4.1 静电纺丝与纳米纤维膜 |
| 1.4.2 纳米纤维基复合膜及其应用 |
| 1.5 本论文的研究内容 |
| 1.6 本论文的创新性 |
| 参考文献 |
| 第二章 纳米纤维基复合血液透析膜的制备及其性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 实验仪器与设备 |
| 2.2.3 PAN纳米纤维支撑层的制备 |
| 2.2.4 PVA/PAN TFNC膜的制备 |
| 2.2.5 PVA/PAN TFNC膜的表征 |
| 2.2.6 PVA/PAN TFNC膜的性能测试 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 PAN纳米纤维支撑层的表征 |
| 2.3.2 PVA/PAN TFNC膜的优化 |
| 2.3.3 PVA/PAN TFNC膜的表征 |
| 2.3.4 PVA/PAN TFNC膜的性能研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 含有定向毒素传质纳米通道的纳米纤维基复合血液透析膜及其对毒素高效去除研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 实验室仪器与设备 |
| 3.2.3 肝素功能化MWCNTs的制备 |
| 3.2.4 Hep-g-pMWCNTs/PVA/PAN TFNC膜的制备 |
| 3.2.5 肝素功能化MWCNTs的表征 |
| 3.2.6 Hep-g-pMWCNTs/PVA/PAN TFNC膜的表征 |
| 3.2.7 Hep-g-pMWCNTs/PVA/PAN TFNC膜的性能测试 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 肝素功能化MWCNTs的表征 |
| 3.3.2 Hep-g-pMWCNTs/PVA/PAN TFNC膜的表征 |
| 3.3.3 Hep-g-pMWCNTs/PVA/PAN TFNC膜的血液相容性 |
| 3.3.4 Hep-g-pMWCNTs/PVA/PAN TFNC膜的透析性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 具有亚微米脊状表面结构的肝素化纳米纤维基复合血液透析膜及其综合性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 实验仪器与设备 |
| 4.2.3 肝素-PVA/PAN TFNC膜的制备 |
| 4.2.4 涂覆溶液的流变性质测试 |
| 4.2.5 肝素-PVA/PAN TFNC膜的表征 |
| 4.2.6 肝素-PVA/PAN TFNC膜的性能测试 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 肝素对涂覆溶液流变性质的影响 |
| 4.3.2 肝素-PVA/PAN TFNC膜的表征 |
| 4.3.3 肝素-PVA/PAN TFNC膜的性能研究 |
| 4.3.4 肝素-PVA/PAN TFNC膜与文献报道的血液透析膜性能对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 可同步去除血液中毒素和透析液中内毒素的纳米纤维基复合血液透析膜及其性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验材料 |
| 5.2.2 实验室仪器与设备 |
| 5.2.3 PEI/PES纳米纤维亲和膜的制备 |
| 5.2.4 PVA/PEI/PES TFNC膜的制备 |
| 5.2.5 PEI/PES纳米纤维亲和膜的表征和测试 |
| 5.2.6 PVA/PEI/PES TFNC膜的表征和测试 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 PEI/PES纳米纤维亲和膜的优化 |
| 5.3.2 PEI/PES纳米纤维亲和膜的表征 |
| 5.3.3 PEI/PES纳米纤维亲和膜的内毒素吸附性能 |
| 5.3.4 PVA/PEI/PES TFNC膜的表征 |
| 5.3.5 PVA/PEI/PES TFNC膜对血液中毒素和透析液中内毒素的联合去除 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 博士期间已发表的学术论文 |
| 博士期间已申请/授权的专利 |
| 博士期间参与撰写的图书/专着 |
| 博士期间参加的学术会议/论坛 |
| 致谢 |
（4）用于构建可控DNA分子网络和优化基因编辑系统的功能核酸的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 遗传基因DNA的简介 |
| 1.2 DNA纳米技术 |
| 1.2.1 DNA链替换反应 |
| 1.2.2 DNA功能化的金纳米粒子 |
| 1.3 核酸动态纳米技术与合成生物学的结合 |
| 1.3.1 CRISPR/Cas9基因编辑技术 |
| 1.3.2 核酸的动态纳米技术与CRISPR机制的结合 |
| 第二章 pH控制的可分离式DNA反应网络 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 实验所用缓冲液 |
| 2.2.3 DNA复合物的制备 |
| 2.2.4 Native-PAGE表征手段 |
| 2.2.5 荧光动力学的表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 pH控制的可分离式DNA反应电路的设计原理 |
| 2.3.2 基于分子间CG-C+三链结构的pH可控体系 |
| 2.3.3 基于分子间TA-T三链结构的pH可控体系 |
| 2.3.4 pH控制下的双输入反应体系 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 pH控制下球形核酸的可重置自组装反应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 实验试剂及材料 |
| 3.2.2 DNA杂交双链的制备 |
| 3.2.3 SNA的制备 |
| 3.2.4 DNA功能化球形核酸(SNA-S2)的制备 |
| 3.2.5 SNA自组装的实时监测 |
| 3.2.6 可重置SNA组装实验的操作 |
| 3.2.7 SNA底物回收实验的操作 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 pH控制下的可重置自组装体系的设计原理 |
| 3.3.2 该体系的优化及其反应灵敏性 |
| 3.3.3 该体系的SNP检测 |
| 3.3.4 该体系的反应可重置性 |
| 3.3.5 反应底物SNA-S2的可回收实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 采用5'端化学修饰双链DNA供体的高效CRISPR敲入策略 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 质粒的构建 |
| 4.2.2 双链DNA供体的制备 |
| 4.2.3 Cas9 RNP以及Cpf1 RNP |
| 4.2.4 寡核苷酸的修饰 |
| 4.2.5 细胞的培养与转染 |
| 4.2.6 流式的分析、细胞分选以及KI克隆的分离实验 |
| 4.2.7 基因组序列的PCR以及DNA的测序 |
| 4.2.8 TIDE的分析 |
| 4.2.9 液滴数字PCR实验(Droplet Digital PCR,ddPCR) |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Cas9-RNP与双链DNA供体结合的快速基因编辑的优化 |
| 4.3.2 双链DNA供体末端化学基团的修饰 |
| 4.3.3 该体系策略下通用性的验证 |
| 4.3.4 该策略对基因编辑准确性的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 有效提高基因编辑精准度的短单链DNA保护sgRNA策略 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 质粒与寡核苷酸 |
| 5.2.2 Cas9蛋白以及sgRNA的制备 |
| 5.2.3 CRISPR体外切割实验 |
| 5.2.4 EGFP蛋白稳转细胞系的制备 |
| 5.2.5 细胞的培养与转染 |
| 5.2.6 TIDE的分析 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 短单链DNA保护sgRNA策略的设计 |
| 5.3.2 短单链DNA保护sgRNA策略的评估与优化 |
| 5.3.3 短单链DNA保护sgRNA策略对单碱基错配的耐受性测试 |
| 5.3.4 该策略在人类内源基因组脱靶效应的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）新型磁性纳米粒子在杀伤性T细胞分离中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及其研究背景和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外相关研究分析 |
| 1.2.1 免疫细胞治疗技术的研究现状 |
| 1.2.2 T淋巴细胞分离技术的发展 |
| 1.2.3 磁性纳米粒子的种类及性质 |
| 1.2.4 磁性纳米粒子的制备方法 |
| 1.2.5 磁性纳米粒子的应用 |
| 1.2.6 国内外研究总结 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 实验材料和方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 仪器设备 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 磁性纳米粒子类型的选择 |
| 2.3.2 抗体最佳用量的选择 |
| 2.3.3 磁性纳米粒子表面抗体偶联量测量 |
| 2.3.4 磁性纳米粒子表面抗体偶联量计算 |
| 2.3.5 磁性纳米粒子的粒度测量 |
| 第3章 磁性纳米粒子偶联抗体的实验分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 标准蛋白浓度曲线绘制 |
| 3.3 用于抗体偶联的磁珠类型的确认 |
| 3.4 磁珠表面抗体偶联量的结果分析 |
| 3.5 磁性纳米粒子粒径分布检测 |
| 3.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）基于非晶纳米晶磁芯的微型磁通门传感器及其在生物检测中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 生物传感器 |
| 1.2.1 生物传感器的工作原理简介 |
| 1.2.2 生物传感器的主要种类 |
| 1.2.3 磁生物传感器 |
| 1.3 磁通门传感器的介绍 |
| 1.4 微流控生物传感器系统 |
| 1.5 本论文的设计思想与研究内容 |
| 第二章 微型化磁通门传感器的理论计算与参数模拟 |
| 2.1 磁通门传感器的结构与工作原理 |
| 2.2 磁通门传感器理论模型的建立 |
| 2.2.1 软磁材料磁芯的数学模型 |
| 2.2.2 激励线圈模型的建立 |
| 2.2.3 感应线圈模型的建立 |
| 2.3 磁通门传感器的磁芯形状及结构参数对其性能的影响 |
| 2.3.1 磁芯形状对磁通门传感器性能的影响 |
| 2.3.2 磁芯结构参数对磁通门传感器性能的影响 |
| 2.4 线圈参数对磁通门传感器性能的影响 |
| 2.4.1 激励线圈参数对磁通门传感器输出信号强度的影响 |
| 2.4.2 感应线圈参数对磁通门传感器灵敏度的影响 |
| 2.5 磁芯材料的软磁特性对传感器性能的影响 |
| 2.5.1 磁芯材料的饱和磁感应强度对磁通门传感器性能的影响 |
| 2.5.2 磁芯材料的磁导率对磁通门传感器性能的影响 |
| 2.5.3 不同磁芯材料传感器间的性能比较 |
| 2.6 磁通门传感器对生物磁性粒子进行检测的理论模型及模拟仿真 |
| 2.6.1 超顺磁珠在外磁场下的磁化理论模型 |
| 2.6.2 磁通门传感器对磁珠杂散场进行检测的理论建模 |
| 2.6.3 不同磁芯材料的传感器对磁珠杂散场检测信号的模拟分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 磁通门传感器的制备加工与测试性能优化 |
| 3.1 磁通门传感器的基本MEMS加工工艺 |
| 3.1.1 Cr/Cu种子层的溅射工艺 |
| 3.1.2 光刻显影工艺 |
| 3.1.3 电镀工艺 |
| 3.1.4 湿法刻蚀工艺 |
| 3.1.5 干法刻蚀工艺 |
| 3.1.6 聚酰亚胺支撑层工艺 |
| 3.1.7 传感器磁芯的制作工艺 |
| 3.2 基于铁基非晶软磁薄带的微型磁通门传感器的制造流程 |
| 3.3 不同结构参数的磁通门传感器的性能测试与比较 |
| 3.3.1 不同布局结构传感器的激励效率模拟 |
| 3.3.2 不同布局结构传感器的性能测试 |
| 3.4 基于铁基非晶薄带的磁通门传感器的参数及性能优化 |
| 3.4.1 微型磁通门传感器的磁芯宽度优化 |
| 3.4.2 磁芯材料的退火工艺优化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于磁通门生物传感器的心肌标志物检测研究 |
| 4.1 磁通门生物传感器的背景及其工作原理的简单介绍 |
| 4.2 磁通门传感器对磁珠的检测 |
| 4.2.1 生物样品的制备 |
| 4.2.2 基于磁通门传感器的磁珠检测方法及结果 |
| 4.3 基于磁通门传感器的心肌标志物检测方法及结论 |
| 4.3.1 心肌标志物简介 |
| 4.3.2 试验方案 |
| 4.3.3 标志物检测过程中的免疫反应参数优化 |
| 4.3.4 基于磁通门传感器的心肌标志物检测结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于磁通门传感器的MEMS微流控检测系统研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于磁通门生物传感器的微流控系统 |
| 5.2.1 微流控芯片的设计方案 |
| 5.2.2 实验所用的仪器和试剂 |
| 5.2.3 微流控芯片的加工与制造 |
| 5.3 基于磁通门传感器的微流控系统对心肌标志物的检测 |
| 5.3.1 生物样品的制备 |
| 5.3.2 基于微流控芯片的标志物检测方法 |
| 5.3.3 微流控芯片的使用性能表征 |
| 5.3.4 心肌标志物的单目标检测结果 |
| 5.3.5 基于微流控芯片系统的心肌标志物联合检测 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
（7）基于金银合金的新型SERS纳米探针用于生物医学检测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 本文所用英文缩略词表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 拉曼散射 |
| 1.1.1 拉曼散射的发现与基本原理 |
| 1.1.2 增强拉曼散射 |
| 1.2 表面增强拉曼散射 |
| 1.2.1 表面增强拉曼散射的发现 |
| 1.2.2 表面增强拉曼散射原理 |
| 1.3 表面增强拉曼散射基底 |
| 1.3.1 金属纳米颗粒的制备 |
| 1.3.2 金属纳米颗粒的聚集 |
| 1.3.3 双金属纳米粒子 |
| 1.3.4 形状各异的纳米粒子 |
| 1.4 拉曼报告分子 |
| 1.4.1 指纹区拉曼报告分子 |
| 1.4.2 静默区拉曼报告分子 |
| 1.5 表面增强拉曼散射光谱的应用 |
| 1.5.1 生物分析 |
| 1.5.2 传感 |
| 1.5.3 食品安全 |
| 1.5.4 环境安全 |
| 1.5.5 文化遗产 |
| 1.5.6 其它方面的应用 |
| 1.6 本论文选题背景及拟开展的研究内容 |
| 第2章 炔基-DNA-功能化金银合金纳米颗粒探针用于活细胞内核酸内切酶活性的比率型SERS成像分析 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.2.2 AuAgNPs的合成 |
| 2.2.3 细胞毒性实验 |
| 2.2.4 3-((4-苯基乙炔基)苄硫基)丙酸(PEB)的合成与表征 |
| 2.2.5 4-巯基苯乙炔(MPAE)的合成与表征 |
| 2.2.6 炔烃标记AuAgNPs SERS纳米探针的制备 |
| 2.2.7 溶液中核酸内切酶的SERS检测 |
| 2.2.8 活细胞中核酸内切酶的SERS成像分析 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 AuAgNPs的合成与表征 |
| 2.3.2 AuAgNPs的组分比例对SERS增强性能的影响 |
| 2.3.3 AuAgNPs的尺寸对SERS增强性能的影响 |
| 2.3.4 相同尺寸的AuNPs、Au@AgNPs和 AuAgNPs的SERS性能考察 |
| 2.3.5 AuAgNPs的细胞毒性考察 |
| 2.3.6 实验设计原理 |
| 2.3.7 炔基-DNA功能化AuAgNPs的制备与表征 |
| 2.3.8 SERS纳米探针的检测性能考察 |
| 2.3.9 SERS纳米探针用于活细胞内核酸内切酶的成像分析 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 多孔SiO_2包覆的炔烃功能化的金银合金纳米颗粒用于活细胞中过氧化氢的比率型SERS成像分析 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂与仪器 |
| 3.2.2 多孔SiO_2 包覆的AuAgNPs(AuAg@p-SiO_2NPs)的合成 |
| 3.2.3 比率型SERS纳米探针的构建 |
| 3.2.4细胞实验 |
| 3.2.5 比率型SERS纳米探针用于体外H_2O_2 检测 |
| 3.2.6 比率型SERS纳米探针用于细胞内H_2O_2 的拉曼成像分析 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 AuAg@p-SiO_2NPs的合成与表征 |
| 3.3.2 AuAg@p-SiO_2NPs的稳定性考察 |
| 3.3.3 实验设计原理 |
| 3.3.4 基于AuAg@p-SiO_2NPs和炔基的比率型SERS纳米探针的制备和表征 |
| 3.3.5 比率型SERS纳米探针的传感性能研究 |
| 3.3.6 SERS纳米探针的细胞摄取和细胞毒性考察 |
| 3.3.7 比率型SERS纳米探针对细胞内H_2O_2 的拉曼成像分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 基于腈基功能化金银合金纳米探针和DNA水凝胶的SERS传感阵列用于癌症相关miRNA的同时检测 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂与仪器 |
| 4.2.2 B/M-AuAgNPs的制备 |
| 4.2.3 石英片的修饰 |
| 4.2.4 SERS传感阵列的制备 |
| 4.2.5 miRNA的检测 |
| 4.2.7 聚丙烯酰胺凝胶电泳 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 SERS传感阵列的响应机理 |
| 4.3.2 B/M-AuAgNPs和 SERS传感器的制备与表征 |
| 4.3.3 DNA凝胶用量的优化 |
| 4.3.4 SERS传感阵列的均一性和重现性考察 |
| 4.3.5 SERS传感阵列的检测性能考察 |
| 4.3.6 SERS传感阵列的选择性考察 |
| 4.3.7 SERS传感阵列的通用性考察 |
| 4.3.8 SERS传感阵列用于缓冲溶液中多种miRNA的同时定量检测 |
| 4.3.9 SERS传感阵列用于血清中多种miRNA的同时定量检测 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 基于腈基功能化金银合金纳米探针和目标催化DNA发夹自组装的SERS传感阵列用于多种miRNA的同时检测分析 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂与仪器 |
| 5.2.2 聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE) |
| 5.2.3 SERS探针的制备 |
| 5.2.4 SERS传感阵列的制备 |
| 5.2.5 细胞中miRNA的提取 |
| 5.2.6 miRNA的检测 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 实验可行性的验证 |
| 5.3.2 SERS探针的制备和SERS传感阵列检测可行性的考察 |
| 5.3.3 SERS传感阵列对miR-21 响应信号均一性和重现性考察 |
| 5.3.4 SERS传感阵列对miR-21 的响应性能考察 |
| 5.3.5 SERS传感阵列的选择性考察 |
| 5.3.6 SERS传感阵列用于缓冲液中多种miRNA的同时定量检测 |
| 5.3.7 SERS传感阵列用于血清中多种miRNAs的同时定量检测 |
| 5.3.8 SERS传感阵列用于细胞RNA提取物的检测分析 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 基于DNA水凝胶和便携式葡萄糖检测装置的生物传感阵列用于miRNA的识别与定量检测分析 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验试剂与仪器 |
| 6.2.2 DNA聚合链的合成 |
| 6.2.3 淀粉酶封装的DNA水凝胶的制备 |
| 6.2.4 细胞中miRNA的提取 |
| 6.2.5 miRNA的检测 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 实验设计机理 |
| 6.3.2 封装淀粉酶的DNA水凝胶的形成和解体 |
| 6.3.3 水凝胶传感平台对miR-21 的响应分析 |
| 6.3.4 水凝胶传感平台的条件优化 |
| 6.3.5 水凝胶传感平台的稳定性和传感性能考察 |
| 6.3.6 水凝胶传感平台的通用性考察 |
| 6.3.7 水凝胶传感平台用于缓冲液和血清中目标miRNA的检测分析 |
| 6.3.8 水凝胶传感平台用于细胞RNA提取物的检测分析 |
| 6.4 小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读博士学位期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
（8）硒化铟纳米片和锌离子探针的制备及其生物医学应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 纳米材料在生物医学领域的应用简介 |
| 1.2.1 无机纳米材料在生物医学领域的应用简介 |
| 1.2.1.1 无机纳米材料概述 |
| 1.2.1.2 无机纳米材料在生物医学领域的研究现状 |
| 1.2.2 核酸纳米材料在生物医学领域的应用简介 |
| 1.2.2.1 核酸纳米材料概述 |
| 1.2.2.2 核酸纳米材料在生物医学领域的研究现状 |
| 1.3 硒化铟纳米材料简介 |
| 1.3.1 硒化铟概述 |
| 1.3.2 硒化铟的应用研究现状 |
| 1.3.3 硒化铟的生物应用推论 |
| 1.4 核酸适体应用简介 |
| 1.4.1 核酸适体概述 |
| 1.4.2 核酸适体的应用研究现状 |
| 1.5 本论文的选题思路和研究重点 |
| 1.5.1 硒化铟纳米片光热性能的研究 |
| 1.5.2 基于核酸适体的分子探针对金属活性离子的检测 |
| 第二章 硒化铟纳米片的液相制备及其光热抗菌应用研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 主要仪器和试剂 |
| 2.2.2 硒化铟纳米片的液相制备 |
| 2.2.3 硒化铟纳米片的光热实验 |
| 2.2.4 硒化铟纳米片的光热抗菌实验 |
| 2.2.5 硒化铟纳米片在自然水体中的光热抗菌实验 |
| 2.2.6 大肠杆菌形态观察实验 |
| 2.2.7 活死细菌染色实验 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 硒化铟纳米片的表征结果 |
| 2.3.2 硒化铟纳米片的光热转换性能研究 |
| 2.3.3 硒化铟纳米片的光热抗菌应用研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 双核酸适体分子探针对活性金属离子的检测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 主要仪器和试剂 |
| 3.2.2 双核酸适体分子探针的制备 |
| 3.2.3 市售Aβ1-42 肽的预处理 |
| 3.2.4 双核酸适体分子探针内 FRET 验证实验 |
| 3.2.5 双核酸适体分子探针与 FAM 标记的 Aβ1-42 的共定位实验 |
| 3.2.6 锌离子诱导Aβ聚集实验 |
| 3.2.7 锌离子浓度的检测实验 |
| 3.2.8 双核酸适体分子探针的特异性检测实验 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 双核酸适体分子探针的设计原理 |
| 3.3.2 双核酸适体分子探针识别Aβ环境 |
| 3.3.3 锌离子诱导Aβ单体聚集 |
| 3.3.4 锌离子浓度的检测结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录：攻读硕士学位期间参与发表的科研成果 |
| 致谢 |
（9）Er3+掺杂稀土氟化物多功能纳米荧光探针在肿瘤精准诊疗中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 稀土掺杂纳米荧光微粒的研究进展 |
| 1.2.1 稀土掺杂纳米荧光微粒的发光机理 |
| 1.2.2 稀土掺杂纳米荧光微粒荧光增强的方法 |
| 1.2.3 稀土掺杂纳米荧光微粒的制备方法 |
| 1.2.4 稀土掺杂纳米荧光微粒的表面修饰方法 |
| 1.2.5 稀土掺杂纳米荧光微粒在生物医学领域的应用 |
| 1.2.6 SED纳米荧光微粒的设计与应用 |
| 1.2.7 稀土掺杂纳米荧光微粒的生物安全性 |
| 1.3 本论文选题依据和主要研究内容 |
| 第二章 NPY修饰的多功能上转换荧光纳米探针在肿瘤诊疗中的应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验仪器与试剂 |
| 2.2.2 实验方法与步骤 |
| 2.2.3 材料表征与测试 |
| 2.2.4 多功能上转换荧光纳米探针在细胞中的应用 |
| 2.2.5 多功能上转换荧光纳米探针在活体中的应用 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 NPY修饰的多功能上转换荧光纳米探针的合成及表征 |
| 2.3.2 NPY修饰的多功能上转换荧光纳米探针的性能测试 |
| 2.3.3 NPY修饰的多功能上转换荧光纳米探针在细胞水平上的诊疗 |
| 2.3.4 NPY修饰的多功能上转换荧光纳米探针在活体水平上的诊疗 |
| 2.3.5 NPY修饰的多功能上转换荧光纳米探针的活体急性毒性评估 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 SED纳米荧光微粒的发光特性与机理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验仪器与试剂 |
| 3.2.2 实验方法与步骤 |
| 3.2.3 材料表征与测试 |
| 3.2.4 Judd-Ofelt理论基础 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 SED纳米荧光微粒的性质表征 |
| 3.3.2 SED纳米荧光微粒的吸收光谱及Judd-Ofelt理论分析 |
| 3.3.3 SED纳米荧光微粒的上/下转换荧光光谱分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 SED纳米荧光探针在活体荧光成像中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验仪器与试剂 |
| 4.2.2 实验方法与步骤 |
| 4.2.3 材料表征与测试 |
| 4.2.4 UCNPs/DSPE-PEG SED纳米荧光探针在细胞中的应用 |
| 4.2.5 UCNPs/DSPE-PEG SED纳米荧光探针在活体中的应用 |
| 4.2.6 UCNPs/DSPE-PEG SED纳米荧光探针的活体急性毒性评估 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 SED纳米荧光探针的合成与性质表征 |
| 4.3.2 SED纳米荧光探针的性能测定 |
| 4.3.3 细胞毒性及吞噬 |
| 4.3.4 SED纳米荧光探针的活体荧光成像性能评估 |
| 4.3.5 SED纳米荧光探针的急性毒性评估与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 论文创新点 |
| 5.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的论文与研究成果 |
（10）基于DNA纳米技术与原子力显微镜高分辨成像的精准基因检测研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 文中常用缩写中英文对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 DNA纳米技术的发展过程 |
| 1.1.1 DNA拼块(Tile)自组装 |
| 1.1.2 DNA折纸术(origami)的诞生 |
| 1.2 DNA纳米技术在各个领域的应用 |
| 1.2.1 DNA-纳米粒子组合排布 |
| 1.2.2 可计算的DNA纳米技术——DNA分子逻辑门电路与分子计算机 |
| 1.2.3 DNA折纸基因芯片与遗传检测 |
| 1.2.4 DNA纳米孔通道与单分子检测 |
| 1.2.5 DNA自组装纳米材料应用于细胞载药 |
| 1.3 本章小结 |
| 1.4 本文的提出与研究内容 |
| 第二章 基于DNA折纸标记的单分子单倍型分型研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.1.1 单核苷酸多态性与单倍型 |
| 2.1.2 纳米技术应用于单倍型分型的研究进展与现状 |
| 2.1.3 基于DNA折纸探针标记的单分子单倍型分型技术的研究思路 |
| 2.2 实验材料与实验方法 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 实验方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 预实验阶段:基于PhiX174 噬菌体DNA构建标记模型 |
| 2.3.2 三嵌段介导探针的设计以及纳米金辅助特异性延伸 |
| 2.3.3 多形态DNA折纸标记的设计与实验优化 |
| 2.3.4 可视化模拟单倍体分型:PhiX174 DNA的多位点高分辨率精准标记 |
| 2.3.5 单倍体精准分型:多位点折纸标记在人类基因组样品中的实际应用 |
| 2.4 本章小结与展望 |
| 第三章 基于DNA折纸标记的乙肝病毒基因型单分子检测 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 传统的HBV检测方法 |
| 3.1.2 HBV的基因组与基因型分类 |
| 3.1.3 常用的HBV核酸检测与分析方法 |
| 3.1.4 基于DNA折纸标记的HBV基因型单分子检测方法的提出与研究策略 |
| 3.2 实验材料与实验方法 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 实验方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 引物设计和HBV目标模板ssDNA生成 |
| 3.3.2 三嵌段介导探针的设计和延伸 |
| 3.3.3 DNA折纸标签探针的制作 |
| 3.3.4 可视化HBV基因分型:DNA折纸标签的标记测试 |
| 3.3.5 临床样本诊断:HBV基因分型的特异性和灵敏度 |
| 3.4 本章的小结与展望 |
| 第四章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录:合成DNA折纸的短链序列 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间已发表或录用的论文 |
四、纳米技术在生物医学领域中的应用（论文参考文献）
- [1]近红外二区荧光染料标记黑色素纳米探针的构建及其应用研究[D]. 蔡雯雯. 山西医科大学, 2021
- [2]面向SERS检测的纳米粒子制备及光谱数据处理与优化[D]. 梁晓周. 福建师范大学, 2020(12)
- [3]血液透析用纳米纤维基复合膜的制备及其性能研究[D]. 于旭峰. 东华大学, 2020
- [4]用于构建可控DNA分子网络和优化基因编辑系统的功能核酸的研究[D]. 郭宜君. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [5]新型磁性纳米粒子在杀伤性T细胞分离中的应用[D]. 王丹阳. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [6]基于非晶纳米晶磁芯的微型磁通门传感器及其在生物检测中的应用[D]. 郭磊. 上海交通大学, 2020(01)
- [7]基于金银合金的新型SERS纳米探针用于生物医学检测研究[D]. 司艳美. 湖南大学, 2019(01)
- [8]硒化铟纳米片和锌离子探针的制备及其生物医学应用研究[D]. 朱春莉. 武汉大学, 2019(06)
- [9]Er3+掺杂稀土氟化物多功能纳米荧光探针在肿瘤精准诊疗中的应用研究[D]. 俞樟森. 中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所), 2018(01)
- [10]基于DNA纳米技术与原子力显微镜高分辨成像的精准基因检测研究与应用[D]. 刘轲. 上海交通大学, 2018(01)