新型磁性碳量子點(diǎn)設(shè)計(jì)制備及其用于CTC檢測(cè)研究.pdf

1、磁性熒光納米材料具有磁性材料及熒光材料的優(yōu)勢(shì)，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)磁性分離、靶向識(shí)別、熒光成像及磁共振成像等多種功能，具有很好的應(yīng)用前景，已經(jīng)受到眾多科研領(lǐng)域尤其是生化分析領(lǐng)域研究者的高度關(guān)注，但在生物毒性和生物相容性方面有待提高。由于微流控芯片技術(shù)具有在微納尺寸下實(shí)現(xiàn)樣本精確操控的特點(diǎn)，可以將磁性熒光標(biāo)記方法與微流控芯片技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)生化分析樣本的高靈敏度的分離和檢測(cè)。若能將磁性熒光納米粒與微流控芯片用于循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTC)研究技術(shù)，可同時(shí)

2、實(shí)現(xiàn)循環(huán)腫瘤細(xì)胞的分離富集及檢測(cè)，將有利于實(shí)現(xiàn)循環(huán)腫瘤細(xì)胞的準(zhǔn)確檢測(cè)和分析，提高腫瘤細(xì)胞的操控技術(shù)。
　　本文的主要研究工作及結(jié)果如下：
　?、僭O(shè)計(jì)并制備了磁性碳量子點(diǎn)納米粒。以明膠為碳源，乙二醇為分散劑，采用微波輔助水熱法合成了熒光產(chǎn)率高達(dá)58.6％的碳量子點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)靜電吸附法將制得的碳量子點(diǎn)組裝到納米四氧化三鐵顆粒表面，制備磁性碳量子點(diǎn)。采用電位儀，粒度分布及光譜儀對(duì)合成過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控；紅外光譜和TEM對(duì)磁性碳量

3、子點(diǎn)結(jié)構(gòu)形貌進(jìn)行表征。結(jié)果顯示磁性碳量子點(diǎn)粒徑在200nm左右，光學(xué)性能穩(wěn)定，同時(shí)具有上轉(zhuǎn)換和下轉(zhuǎn)換發(fā)光的熒光特性，其最大激發(fā)波長(zhǎng)λEx=345nm，最大發(fā)射波長(zhǎng)λEm=432nm；制得的磁性碳量子點(diǎn)在不同的激法波長(zhǎng)下可發(fā)出藍(lán)，綠，紅三種熒光，且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞的熒光標(biāo)記。
　?、诓捎米灾拼判蕴剂孔狱c(diǎn)，基于細(xì)胞吞噬作用，對(duì)肝細(xì)胞L02進(jìn)行磁性熒光標(biāo)記，并對(duì)混懸細(xì)胞中肝癌細(xì)胞HepG2進(jìn)行分離檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)通過(guò)MTT法，對(duì)自制碳量子點(diǎn)和磁

4、性碳量子點(diǎn)進(jìn)行毒性考查，發(fā)現(xiàn)這兩種納米材料具有生物毒性低，生物相容性好的特性。用兩種納米材料標(biāo)記肝細(xì)胞L02，考查其相互作用情況，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：碳量子點(diǎn)和磁性碳量子點(diǎn)均標(biāo)記肝細(xì)胞L02的細(xì)胞質(zhì)部分，1h即可完成熒光標(biāo)記；當(dāng)磁性碳量子點(diǎn)濃度≥60μg·mL-1，復(fù)合材料中碳量子點(diǎn)的層數(shù)n≥9時(shí)，得到清晰的細(xì)胞熒光成像圖。依據(jù)磁分離原理，在外加磁場(chǎng)中，30s即可完成混懸細(xì)胞中HepG2細(xì)胞的分離，分離效率達(dá)到90.3%。結(jié)果顯示，所設(shè)計(jì)制備的磁

5、性碳量子點(diǎn)可以有效用于細(xì)胞的標(biāo)記分離及檢測(cè)。
　?、刍诖欧蛛x原理，設(shè)計(jì)制作了用于循環(huán)腫瘤細(xì)胞磁分離的玻璃-PDMS復(fù)合微流控芯片，并對(duì)其測(cè)試條件進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)優(yōu)化。以免疫標(biāo)記法實(shí)現(xiàn)磁性碳量子點(diǎn)探針對(duì)HepG2細(xì)胞的標(biāo)記，利用玻璃-PDMS復(fù)合芯片進(jìn)行目標(biāo)HepG2細(xì)胞的在線磁分離和熒光檢測(cè)。優(yōu)化比率為104濃度細(xì)胞需加入100μg·mL-1的免疫磁性碳量子點(diǎn)探針標(biāo)記，優(yōu)化捕獲流速為16μL·min-1。在2個(gè)·mL~25個(gè)·mL-1

6、的濃度范圍內(nèi)，HepG2細(xì)胞的濃度與熒光值呈線性關(guān)系。利用該方法對(duì)混懸樣中的HepG2細(xì)胞進(jìn)行分離檢測(cè)，捕獲率達(dá)82.0%。
　　④針對(duì)循環(huán)腫瘤細(xì)胞的檢測(cè)需求，自主設(shè)計(jì)了集成多孔流分離通道（MOFF）和介電電泳（DEP）分離捕獲的微流控MOFF-DEP細(xì)胞分析芯片。通過(guò)優(yōu)化分離檢測(cè)條件，在流速為80μL·min-1；陣列叉指電極激發(fā)電壓選擇為5V，激發(fā)頻率1MHz；拋物線電極激發(fā)電壓選擇為5V，激發(fā)頻率40kHz時(shí)可實(shí)現(xiàn)HepG2