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《新疆大学》 2019年
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基于数字图像法的多孔硅生物检测

魏寒月  
【摘要】:多孔硅(porous silicon,PSi)作为一种纳米结构材料,具有较大比表面积、易于表面修饰、易于生物修饰等诸多优点。目前多孔硅生物传感器已被广泛应用,而基于荧光标记的多孔硅生物传感器都是使用荧光光谱仪进行检测,基于荧光标记的多孔硅生物芯片无法使用荧光光谱仪进行检测。本文基于数字荧光图像提出了一种新的生物检测方法,在488nm的可见激光激发下,采用数字呈像设备获得多孔硅量子点生物传感器的荧光图像,通过计算图像的平均灰度值来检测生物浓度大小,该方法可实现对DNA的检测限为88pM,从而实现快速、低成本、便捷的生物检测。以下是本论文的主要研究内容:(1)利用EDC和sulfo-NHS激活水溶性量子点表面的羧基,制备出单层和布拉格反射镜多孔硅,其中布拉格反射镜多孔硅的高反射带范围包含量子点的发光峰范围,利用数字呈像设备获得单层和布拉格反射镜多孔硅的图像。(2)利用电化学方法制备多孔硅布拉格反射镜并功能化,以量子点偶联DNA作为探针,先将不同浓度目标DNA修饰在多孔硅布拉格反射镜表面再将探针与目标DNA发生杂交反应,成功制备出不同浓度的多孔硅布拉格生物传感器,利用数字呈像设备获得不同浓度传感器的荧光图像,运用图像处理软件计算平均灰度值,利用平均灰度值大小来计算DNA浓度。此方法可实现对DNA的检测限为88pM。同时利用荧光光谱仪对不同浓度传感器进行检测,检测限为8pM。虽然数字图像法检测限略低于荧光光谱仪,但荧光光谱仪价格昂贵,而数字图像法只需普通的光学元件与数字显微镜,另外数字图像法还可用于生物芯片的检测。(3)成功制备出布拉格结构的多孔硅芯片,以量子点偶联DNA作为有荧光标记的探针,然后将两种浓度的目标DNA修饰在多孔硅芯片表面,再使探针与目标DNA发生反应制备出两种浓度的多孔硅布拉格生物芯片,最后成功利用数字呈像设备获得多孔硅布拉格生物芯片的图像,为生物芯片的并行检测奠定了基础。
【学位授予单位】:新疆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TP391.41;O657.3;O613.72

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