基于有序多孔硅的生物分析材料及芯片的构建

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1、⑧论文作者签名：指导教师签名论文评阅人1：墨凰握副越援塑婆垄王盍堂评阅人2：王熊数授逝婆太堂评阅人3：鱼互红副越援堑选太堂答辩委员会主席委员1：委员2：委员3：委员4：直登敦撞堑堑态堂垒题熬撞堑匹太堂蒸攫班宣虽逝堑太堂啦遮副班究虽堑堑盔堂酆建煎熬援堑堑盔堂答辩日期：2Q12生3且2目⑧Author'ssigilature：—丝班L型△里一Supervisor，ssignature：芝盘生垡丝ExternalReviewers：ED浙江大学研究生学位论文独创性声明‘本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的

2、地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝江太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：走蜥牛磅签字日期山D年弓月夕日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解塑江太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权堑江太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制于段保存、汇编学位论文。f保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名

3、：扭伟％签字日期罗‘≮≥月7日导师签名：签字日期二纱拜歹月夕}日摘要有序多孔硅材料具有比表面积大、制备容易控制、易于表面修饰、生物相容性好以及良好的光学特性等优势，作为一种全新的材料在生物传感领域中广泛应用。本论文用电化学阳极刻蚀法制备了不同类型的多孔硅，并对多孔硅表面进行了不同的表面化学修饰，根据不同修饰方法的特性，初步探索了有序多孔硅材料在蛋白质捕获富集、阵列微流控技术以及细胞的非标记分析方面的应用。(1)综述多孔硅光予晶体的制备、表面修饰方法以及Fabry-PerotLayer、Double．Layer、RugateFilter和Microcavity四种常见多孔硅在

4、生物传感领域的研究现状和发展方向。综述了非标记细胞分析的重要性以及现有的几种常用非标记光学分析方法。(2)利用有序多孔硅的光学传感性能以及孔隙率精确可控的优势，研究了其作为微分离材料捕获和富集复杂生物样品中小分子目标物，同时保护孔道内的生物物质不被外源性酶所降解或保持其活性的应用。在熟练掌握硅片刻蚀和孔隙率、有效光学厚度测定操作的基础上，模拟人体血液环境，采用BSA、HRP、Trypsin、Lysozyme和Insulin为模型物质，得到了蛋白质分子量和对应多孔硅截止孔隙率间的线性关系。对多孔硅颗粒进行了不同官能团的表面修饰，将其应用于直肠癌生物标志物的临床检测中。结果显示

5、，MALDI．TOFMS能直接检测经有序多孔硅材料处理后的血清样品，联用统计学软件分析质谱结果得到正常病人和癌症病人的区分度达80％。f31介绍了三种制备阵列多孔硅的方法，比较每种方法的优劣势后，成功地制备了阵列多孔硅，拓展了多孔硅在气体传感和生物传感领域内的应用。介绍了制备多孔硅微流控芯片的方法，将多孔硅光子晶体应用到了微流控领域，可以充分结合多孔硅光子晶体和微流控技术的优势，拓展其在生物传感、药物筛选、细胞分析等领域的应用。．(41制备了两种基于不同原理的多孔硅细胞非标记微流控芯片，可以实时在线非标记分析细胞的形态变化，还可以研究细胞脱附行为。以介孔Ti02修饰的Rug

6、ateFilterPSiPC微流控芯片作为细胞培养基底，不仅光学信号良好，而且稳浙江大学硕士学位论文定性和生物相容性佳。在细胞正常生长情况下，由于细胞膜的透光性，光谱仪收集到的PSiPC的光强度较高大，当细胞受Cd2+刺激后，细胞内胞质收缩，透光性变差的同时散射光能力增强，用反射光谱检测时观察到光学信号的下降。实验结果表明刺激细胞的Cd2+浓度与PSiPC的光强度之间存在一定相关性。以Ti02修饰的Fabry-PerotLayerPSiPC作为细胞培养的基底时，由于其观察是基于光干涉原理，C6细胞受ca2+刺激后形态发生巨大改变，细胞层变厚，导致经傅里叶转换(FFT)后的有

7、效光学厚度(2nL)增大。关键词：有序多孔硅分离材料低分子量蛋白截止孔隙率阵列微流控非标记细胞分析实时监测IIABSTRACTOrderlyPorousSilicon(PSi)isanattractiveinorganicporousmaterialwidelyappliedinbiosensorsfieldduetoitshi【ghsurfacearea，easypreparation，convenientsurfacechemistry,andopticalsignaltransductioncapabilit