基于納米技術(shù)的肺癌早期檢測研究畢業(yè)論文

1、一、關(guān)鍵科學(xué)問題及研究內(nèi)容1、擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題本項(xiàng)目圍繞肺癌早期檢測的重大需求，采用多學(xué)科交叉、綜合的研究方法，重點(diǎn)解決納米材料的定向偶聯(lián)和有序組裝機(jī)理、低豐度樣品富集及微弱信號檢測方法以及肺癌早期預(yù)警、篩查和檢測的新模式等三個(gè)方面的關(guān)鍵科學(xué)問題：（1）納米材料的定向偶聯(lián)和有序組裝機(jī)理）納米材料的定向偶聯(lián)和有序組裝機(jī)理為了獲得性能良好的生物功能化探針，生物分子在微納米界面上組裝后應(yīng)該保持原有的生物活性，具有很好的生物相容性，這就需要

2、研究納米結(jié)構(gòu)與生物分子的定向偶聯(lián)和有序組裝機(jī)理。定向偶聯(lián)機(jī)理問題：如何實(shí)現(xiàn)生物探針在微納米界面上的定向分布，使生物分子的活性部位背對界面，使其與靶分子結(jié)合時(shí)空間位阻最小。有序組裝機(jī)理問題：如何實(shí)現(xiàn)生物探針在微納米界面上的均一分布，不重疊，不堆積，呈現(xiàn)為功能化生物分子單層，使探針發(fā)揮最佳的靶分子性能。（2）低豐度生物樣本富集及微弱信號檢測方法）低豐度生物樣本富集及微弱信號檢測方法早期肺癌病人的腫瘤標(biāo)志物濃度很低，由于檢測靈敏度低而出現(xiàn)假陰

3、性。另外，生物標(biāo)本（如血清等）中含有大量內(nèi)源性分子和代謝產(chǎn)物，通常這些物質(zhì)濃度遠(yuǎn)高于腫瘤標(biāo)志物的濃度，是主要的干擾因素，由于標(biāo)本成份復(fù)雜產(chǎn)生干擾而出現(xiàn)假陽性。本項(xiàng)目將研究肺癌標(biāo)志物與納米材料的相互作用機(jī)理以及在微流控芯片中的運(yùn)動(dòng)特性，設(shè)計(jì)相應(yīng)的功能納米器件，分離標(biāo)本中干擾組份，保留待測分子及其活性，建立微量腫瘤標(biāo)志物的高效分離提取富集方法和體系，以達(dá)到腫瘤標(biāo)志物的高靈敏度檢測。的影響。（3）硅納米線的制備和表面修飾）硅納米線的制備和表面

4、修飾研究光、電、溫等影響因素對納米硅材料的腐蝕作用機(jī)理，提高納米硅材料自停止腐蝕的精度，發(fā)展硅納米線陣列制造的新機(jī)理和新方法；研究掩模、腐蝕、保護(hù)等關(guān)鍵工藝的相互制約關(guān)系，提高硅納米線尺寸和表面粗糙度的控制精度，研究不同基團(tuán)在硅納米線表面的硅烷化修飾技術(shù)。1.2用于肺癌早期檢測的納米探針的設(shè)計(jì)和構(gòu)筑納米探針的設(shè)計(jì)和構(gòu)筑主要是為了獲得有良好生物活性和生物相容性的生物功能化探針，主要包括生物分子在熒光量子點(diǎn)、表面等離子體共振金納米結(jié)構(gòu)以及硅

5、納米線表面的定向偶聯(lián)和有序組裝。（1）量子點(diǎn)與生物分子的偶聯(lián)和有序組裝）量子點(diǎn)與生物分子的偶聯(lián)和有序組裝研究量子點(diǎn)與具有特異選擇或識(shí)別功能的生物分子的定向偶聯(lián)和有序組裝；重點(diǎn)發(fā)展針對腫瘤早期檢測的具有超靈敏度和特異識(shí)別能力的“納米材料生物分子”納米生物復(fù)合探針；研究這些納米生物探針同待測分子之間的相互作用及其識(shí)別能力。研究量子點(diǎn)與待檢測標(biāo)志物有特異識(shí)別的酶、抗體、基因等生物分子的有序自組裝（非簡單的物理吸附和無序偶聯(lián)），除利用分子間作用

6、力、靜電作用實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)與生物分子的自組裝外，重點(diǎn)發(fā)展基于特定生物分子介導(dǎo)的生物分子有序組裝方法，即通過表面功能基團(tuán)或特定生物分子介導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)生物分子在量子點(diǎn)表面的定向偶聯(lián)或有序組裝。研究有效控制量子點(diǎn)的標(biāo)記數(shù)量和標(biāo)記位置的方法，獲得既具有高標(biāo)記效率又保持高活性的“納米材料－生物分子”生物復(fù)合探針。研究量子點(diǎn)與不同生物分子的偶聯(lián)方式，建立一套溫和、有效的生物標(biāo)記方法，在此基礎(chǔ)上建立不同功能團(tuán)的量子點(diǎn)與抗體、酶和DNA等多種生物分子的偶聯(lián)方法