量子点荧光标记在微流控芯片检测生物样本中的应用

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1、量子点荧光标记在微流控芯片检测生物样本中的应用重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：倪雅楠指导教师：徐溢教授专业：药物化学学科门类：理学重庆大学化学化工学院二O一三年四月ApplicationofQuantumdotsLabelinginMicrofluidicChipforBiologicalSampleDetectionAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofScienceByNiYananSupervisedbyPro

2、f.XuYiSpecialty:PharmaceuticalChemistryCollegeofChemistryandChemicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2013中文摘要摘要微流控芯片分析技术具有耗样量低，响应速度快，易于便携化等优点，广泛应用于生物样本分析。但在检测灵敏度、特异性、分析系统微型化和集成化等方面尚有待提高。针对这些问题，本文提出了在微流控芯片（microfluidicchip）上，结合具有良好光学特性的新型荧材料量子点（QuantumDots，QDs）标记技术和在线荧光检

3、测技术，构建集成化的检测微系统，开展微流控芯片上尿蛋白和细菌的高效量子点荧光标记和检测研究，建立了在微流控芯片上高灵敏快速检测量子点标记的尿蛋白和细菌的新方法。相关研究在临床诊断及食品安全中的快速检测方面具有重要的研究价值和潜在的应用前景。主要研究工作及结果：1、设计并制作了尿蛋白电泳复合式玻璃-PDMS微流控芯片，构建了用于尿蛋白快速检测的微流控电泳-LED诱导荧光检测微系统。研究微混合器及微反应室的结构设计，设计制作了集细菌免疫捕获、量子点在线标记和荧光检测于一体的微流控免疫芯片；采用COMSOLMULTIPHISICS软件，对微混合器及微反应室的流场进行模拟，验证了芯片

4、结构功能。结合自组装LED诱导荧光检测器构建了微流控免疫荧光分析系统，实现细菌检测系统的微型化和集成化。2、采用微流控电泳-LED诱导荧光检测微系统，利用羧基量子点（COOH-QDs）在EDC和NHS交联作用下标记尿蛋白中的人白蛋白（Humanserumalbumin，HSA）和转铁蛋白(Humantransferrin，TRF)，以提高尿样中人白蛋白和转铁蛋白检测灵敏度。实验以羧基量子点标记的人白蛋白和转铁蛋白为分析样本，通过优化分离条件，在pH为10.0，添加有0.5%乙二胺，浓度为10mol/L的硼砂缓冲液中，分离电压为900V时，实现了QDs-HSA和QDs-TRF的

5、有效分离。进而对用量子点标记的模拟病人尿样中人白蛋白和转铁蛋白进行了芯片电泳分离和荧光检测，可在8mins内完成相关检测，结果与临床检验结果相符。所建立的微流控芯片电泳快速高灵敏分离检测量子点标记尿蛋白的新方法对人白蛋白和人转铁蛋白检测限可达到0.005mg/mL和0.0096mg/mL。3、基于三明治（沙门氏菌-捕获抗体-检测抗体）免疫夹心法，研究了在微流控免疫芯片上利用亲和素化量子点（QDs-avidin）在线免疫标记沙门氏菌的方法。采用荧光光谱仪、荧光显微镜和TEM等测试手段，验证了量子点标记的效果。利用微流控免疫分析系统，在微流控免疫芯片上免疫捕获细菌，亲和素化量子点

6、与生物素化二抗（Biotin-IgG）混合形成的检测抗体(QDs-IgG)进行标记，自组装LED荧光检测器检测。通过优化条件，实现了鼠伤寒沙门氏菌的高特异性高灵敏检测。I重庆大学硕士学位论文建立了鼠伤寒沙门氏菌的定量方法，并对方法的可靠性，稳定性和特异性进行评价。进而对猪肉样本中的鼠伤寒沙门氏菌进行检测分析，通过与国标法及商品化荧光光谱仪的检测结果的对比分析，证明了本方法准确性好，特异性高，检测时间大大缩短，试剂消耗量减低，实现了芯片分析系统的集成化和微型化。关键词：微流控免疫芯片，量子点，人白蛋白，人转铁蛋白，鼠伤寒沙门氏菌本项目获全国优秀博士学位论文作者专项资金资助

7、项目―微流控电泳芯片集成生化分析系统[200941]‖资助II英文摘要ABSTRACTThemicrofluidicchiptechnologyhasbeenshowedtheadvantagesofspeed,lowcomsumptionofsolventandportable.Ithasbeenwidelyexploredapplicationsinbiomoleculardetection.However,themicrofluidicchiptechnologyisstillfacedwiths