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)鍵科學問題及研究內(nèi)容1、擬解決的關(guān)鍵科學問題本項目圍繞肺癌早期檢測的重大需求，采用多學科交叉、綜合的研究方法，重點解決納米材料的定向偶聯(lián)和有序組裝機理、低豐度樣品富集及微弱信號檢測方法以及肺癌早期預警、篩查和檢測的新模式等三個方面的關(guān)鍵科學問題：（1）納米材料的定向偶聯(lián)和有序組裝機理）納米材料的定向偶聯(lián)和有序組裝機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)和有序組裝機理。定向偶聯(lián)機理問題：如何實現(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)合時空間位阻最小。有序組裝機理問題：如何實現(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)濃度遠高于腫瘤標志物的濃度，是主要的干擾因素，由于標本成份復雜產(chǎn)生干擾而出現(xiàn)假陽性。本項目將研究肺癌標志物與納米材料的相互作用機理以及在微流控芯片中的運動特性，設(shè)計相應(yīng)的功能納米器件，分離標本中干擾組份，保留待測分子及其活性，建立微量腫瘤標志物的高效分離提取富集方法和體系，以達到腫瘤標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理和新方法；研究掩模、腐蝕、保護等關(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)計和構(gòu)筑納米探針的設(shè)計和構(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、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）量子點與生物分子的偶聯(lián)和有序組裝）量子點與生物分子的偶聯(lián)和有序組裝研究量子點與具有特異選擇或識別功能的生物分子的定向偶聯(lián)和有序組裝；重點發(fā)展針對腫瘤早期檢測的具有超靈敏度和特異識別能力的“納米材料生物分子”納米生物復合探針；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別能力。研究量子點與待檢測標志物有特異識別的酶、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、靜電作用實現(xiàn)量子點與生物分子的自組裝外，重點發(fā)展基于特定生物分子介導的生物分子有序組裝方法，即通過表面功能基團或特定生物分子介導，實現(xiàn)生物分子在量子點表面的定向偶聯(lián)或有序組裝。研究有效控制量子點的標記數(shù)量和標記位置的方法，獲得既具有高標記效率又保持高活性的“納米材料－生物分子”生物復合探針。研究量子點與不同生物分子的偶聯(lián)方式，建立一套溫和、有效的生物標記方法，在此基礎(chǔ)上建立不同功能團的量子點與抗體、酶和DNA等多種生物分子的偶聯(lián)方法