基于压电生物传感的肿瘤细胞检测及纳米颗粒细胞毒性研究

摘要

石英晶体微天平传感技术具有灵敏、简便、经济等优点，被广泛应用在分析化学和生命科学等领域。癌症对人类的生命健康有着严重威胁，为了实现肿瘤疾病的有效防御和治疗、提高患者的生存几率，发展灵敏而准确的肿瘤细胞检测技术是十分关键的步骤。当今社会，随着科学技术的不断发展，人们在享受其带来的便利的同时，也受到了其潜在的威胁。如金属氧化物纳米颗粒的广泛使用，使得人们与之接触的机会逐渐增多，因此对其安全性进行评估十分必要。据此，本学位论文在简要综述细胞传感分析以及压电传感技术的基础上，利用石英晶体微天平检测了急性白血病细胞，并实时评估了氧化锌纳米颗粒的细胞毒性效应。具体内容如下:
　　1.构建了一种基于银增强金纳米颗粒标记方法的压电传感器，用于灵敏及特异性地检测CCRF-CEM急性白血病细胞。首先将巯基修饰的CCRF-CEM细胞特异性核酸适配体sgc8c修饰到QCM金电极表面，用来特异性捕捉目标细胞。然后，用合成的氨基苯硼酸修饰的金纳米粒子(APBA-AuNPs)对传感器表面的细胞进行标记，随后对银染液中银离子进行还原，用QCM检测沉积到电极表面的银单质。QCM的频率响应信号间接反映了传感器表面捕获的细胞的量，检测线性范围为2×103-1×105cells/mL，检出限为1160个细胞。此方法具有灵敏、简便、快速和经济的优势，可望用于其他肿瘤细胞的检测。
　　2.设计了一简单、经济的压电传感技术用于评价氧化锌纳米颗粒对肝癌细胞SMMC7721的毒性效应。首先对纳米氧化锌进行了详细表征，获得了其相关物理特性;然后利用QCM实时监测了不同浓度的纳米氧化锌对肝癌细胞的毒性。此外，结合了其他技术手段进行评估以获得更为可靠的信息:使用光学显微镜对细胞的形态学变化进行观察;采用MTT比色法以及荧光染色法评估了细胞活性;通过流式细胞术验证了细胞对纳米颗粒的吞噬效应。多种方法的研究结果具有较好的一致性，表明氧化锌纳米颗粒对于肝癌细胞具有浓度、时间依赖的毒性效应。此工作对于纳米氧化锌安全性的评估具有一定的参考意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 纳米材料

1．1．1 纳米材料概述

1．1．2 金纳米颗粒及其在肿瘤细胞分析中的应用

1．1．3 氧化锌纳米颗粒及其生物毒性研究

1．2 细胞生物传感器综述

1．2．1 细胞生物传感器的分类

1．2．2 细胞生物传感器的应用

1．3 石英晶体微天平概述

1．3．1 压电晶体与压电效应

1．3．2 压电理论的发展

1．3．3 石英晶体微天平在细胞传感研究中的应用

1．4 本文构思

第2章 基于核酸适体的急性白血病细胞压电传感研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂和仪器

2．2．2 细胞培养

2．2．3 APBA—AuNPs的合成

2．2．4 QCM传感器的制备与细胞检测

2．2．5 荧光显微镜实验

2．3 结果与讨论

2．3．1 APBA-AuNPs的表征

2．3．2 QCM电极的封闭及修饰过程的表征

2．3．3 基于金标记银染信号放大的细胞检测

2．3．4 荧光显微镜表征

2，3．5 CCRF—CEM细胞的定量检测

2．4 本章小结

第3章 氧化锌纳米颗粒对肝癌细胞毒性的压电传感研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验仪器与试剂

3．2．2 氧化锌纳米颗粒悬浮液的准备

3．2．3 氧化锌纳米颗粒的表征

3．2．4 细胞培养

3．2．5 石英晶体微天平(QCM)实验

3．2．6 细胞活性分析实验

3．2．7 纳米颗粒细胞摄取实验

3．3 结果与讨论

3．3．1 氧化锌纳米颗粒的表征

3．3．2 QCM实时监测ZnO NPs的细胞毒性作用

3．3．3 细胞活性分析

3．3．4 ZnO NPs细胞摄取分析

3．4 本章小结

结论

参考文献

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

致谢