单颗粒计数及其在凝血酶分析中的应用

论文摘要

单颗粒计数是一种由荧光相关光谱或共振光散射相关光谱法发展而来的测定物质浓度的单分子检测方法,它的原理是通过统计粒子由于布朗运动进出检测微区的次数来确定浓度,单颗粒计数在浓度的检测上具有检测限低、可以不受复杂体系干扰的优点。目前,单颗粒计数局限于检测发射荧光信号的量子点或者染料。对于金、银纳米粒子等贵金属纳米粒子的单颗粒检测还没有相关研究,主要原因在于共振光散射信号与背景信号难以区分。贵金属纳米粒子以其优异的光学性能在生物分析方面具有非常广泛的应用。本文目标是将单分子检测方法与贵金属纳米粒子优异光学性能相结合,发展高灵敏的生物分析方法。本文首先构建了一种基于贵金属纳米的单颗粒计数方法。通过分析检测系统中背景信号来源,发展了阈值的确定、数据处理和实验条件优化方法。将单颗粒计数方法成功地用于金和银纳米粒子浓度的测定。然后基于单颗粒计数技术,发展了一种测定凝血酶的分析方法。在凝血酶测定中采用两种分析模式,一种是利用核酸适配体和凝血酶的特异性结合,另一种是利用凝血酶催化纤维蛋白原聚合。实验结果表明,后一种方法操作步骤简单、检测时间短、检测灵敏度高,同时结合了单颗粒计数方法耗样量少的优点。凝血酶检测的线性范围为0.32 pM-32 pM ,检出限为0.44 pM,用这种方法对人血浆中凝血酶原的含量进行了测定。我们的研究结果表明单颗粒计数法可能在生物分析领域、临床和基础研究中具有很好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 单分子检测和荧光相关光谱
• 1.2.1 单分子检测
• 1.2.2 荧光相关光谱原理
• 1.2.3 荧光相关光谱系统
• 1.2.4 荧光相关光谱在生物分析中的应用
• 1.3 共振光散射相关光谱
• 1.3.1 纳米粒子的Mie 散射理论
• 1.3.2 共振光散射相关光谱理论
• 1.3.3 共振光散射相关光谱系统
• 1.3.4 共振光散射相关光谱在生物分析中的应用
• 1.4 单分子/颗粒计数
• 1.4.1 单分子/颗粒计数的原理
• 1.4.2 单分子/颗粒计数方法的应用
• 1.5 纳米粒子
• 1.5.1 量子点
• 1.5.2 金、银纳米粒子
• 1.5.3 金纳米粒子在分析中的应用
• 1.6 凝血酶及其检测
• 1.6.1 血液凝固过程
• 1.6.2 凝血酶检测方法
• 1.7 本文的选题思路与研究内容
• 第二章 单颗粒计数方法研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂和仪器
• 2.2.2 单颗粒计数平台的建立
• 2.2.3 金纳米粒子的合成和表征
• 2.2.4 数据处理的方法
• 2.2.5 单颗粒计数检测金、银纳米粒子浓度
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 单颗粒计数的原理和装置设计
• 2.3.2 金纳米粒子的粒径和浓度表征
• 2.3.3 光子爆发数的理论推导
• 2.3.4 数据处理方法
• 2.3.5 实验条件的确立
• 2.4 本章小结
• 第三章 单颗粒计数在凝血酶检测中的应用
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂和仪器
• 3.2.2 实验原理
• 3.2.3 金纳米粒子和Aptamer 的连接（AuNPs-Apt）
• 3.2.4 AuNPs-Apt 体系检测凝血酶标准样品
• 3.2.5 金纳米粒子和纤维蛋白原的连接（AuNPs-Fib）
• 3.2.6 凝血酶标准样品的检测
• 3.2.7 人血浆中凝血酶原含量的测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 金纳米粒子和Aptamer 的连接（AuNPs-Apt）
• 3.3.2 AuNPs-Apt 体系检测凝血酶
• 3.3.3 金纳米粒子和纤维蛋白原的连接（AuNPs-Fib）
• 3.3.4 纤维蛋白原浓度对反应影响
• 3.3.5 金纳米粒子浓度对反应影响
• 3.3.6 血浆中凝血酶原含量及其回收率实验
• 3.4 本章小结
• 第四章 全文总结和展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文情况