用于体内血糖监测的可植入型荧光聚合物点传感器的研究

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1、分类号：O657.3单位代码：10183研究生学号：2015511009密级：公开用于体内血糖监测吉林大学的可植博士学位论文入型荧光聚合物点传感器孙凯的研究孙凯吉林大学2018年6月用于体内血糖监测的可植入型荧光聚合物点传感器的研究Invivodynamicmonitoringofbloodglucosewithimplantablefluorescentpolymer-dottransducer作者姓名：孙凯专业名称：物理电子学研究方向：生物光子学与分子影像学指导教师：吴长锋教授学位类别：工学博士培养单位：电子科学与工程学院论文答辩日期：2018年06

2、月01日授予学位日期：年月日答辩委员会组成：姓名职称工作单位主席宣丽研究员/博士生导师长春光学精密机械与物理研究所委员吕景文教授/博士生导师长春理工大学宋宏伟教授/博士生导师吉林大学张大明教授/博士生导师吉林大学秦伟平教授/博士生导师吉林大学秦冠仕教授/博士生导师吉林大学未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交

3、学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版

4、，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：□硕士■博士学科专业：物理电子学论文题目：用于体内血糖监测的可植入型荧光聚合物点传感器的研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林省长春市前进大街2699号吉林大学唐敖庆楼D229（130012）作者联系电话：13804464072摘要糖尿病（Diabetes）是一种以持续高血糖浓度为特征的代谢紊乱性疾病。持续高血糖水平会引发多种并发症，严重威胁着人类的生命健康。糖尿病至今仍无法被治愈，适度的体育锻炼、严格的饮食管理、以及降糖类药

5、物的使用都是临床上减少糖尿病发病率、预防糖尿病并发症的主要方式。在糖尿病诊断、治疗、以及预后管理过程中，准确可靠的血糖数据无疑是至关重要的。在过去数十年里，各种各样的葡萄糖检测技术得到了全面发展，不同的类型的葡萄糖传感器也相继被开发出来。其中，电化学葡萄糖传感器在临床应用最为广泛，几乎占据了全部的传感器市场。然而电化学传感器却存在着许多难以克服的缺陷，如组织损伤、信号干扰、信号漂移、频繁更换、感染风险等。光学传感技术的发展为研究者提供全新的研究思路和研究方向。目前，应用于化学和生物分析物的光学检测技术已经成为非常活跃的研究领域。尽管人们在光学传感器的研究

6、上做了大量的工作，然却因光亮度、灵敏性、生物相容性、低廉性、以及便携性的不足，使其在临床应用上仍面临着巨大的挑战。近些年，随着纳米技术、分子成像技术、生物医学技术的进步和发展，疾病早期诊断、分期检查、进展监测也遇到了新的机遇。这些新技术为葡萄糖检测（监测）设备的设计开发提供了新的解决方案。半导体聚合物点作为极具潜力的光学材料，因具有小尺寸、高亮度、无毒、稳定等优异特性，使其在生物医学成像及传感领域展示出良好的应用前景。在这里我们将以荧光半导体聚合物点为基础开发具有高荧光亮度、高特异性、高灵敏度、无生物毒性、可多次复用的可植入光学葡萄糖传感器，并通过小型化

7、光学检测平台的开发，实现对体内血糖浓度的长期连续动态监测。这些努力不仅促进传感器在糖尿病临床检测方面的应用，也将为糖尿病患者的全面健康护理提供必要技术手段和支持。本文的研究结果如下：1.通过在氧敏感聚合物点表面偶联葡萄糖氧化酶的方式制备出具有高荧光亮度的葡萄糖传感器，可对体内血糖水平进行实时监测和敏感检测。该传感器具有荧光亮度强、生物毒性低、灵敏度高、特异性好、检测动态范围大、以及可多次测量等诸多优良特性。传感器植入小鼠皮下组织后，可对体内血糖浓度进行实I时连续监测。鉴于目前所存在的大量与生物小分子相关的耗氧型酶，这一实验策略有望用于体内多种生物小分子浓

8、度的实时监测和定量检测。2.设计开发出具有超高灵敏度的聚合物点葡萄糖传感器，并通