收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于细胞芯片平台的量子点细胞毒性研究

郑羡诺  
【摘要】:量子点是一类由Ⅱ-Ⅵ族或Ⅲ-Ⅴ族元素组成的半径小于或接近激子波尔半径的半导体纳米粒子。由于量子尺寸效应和介电限域效应的影响,量子点具有独特的光电性质,有别于传统荧光染料分子,是一类具有超灵敏度、高稳定性及适合多色标记的新一代荧光标记物。其在生物医学研究领域有着非常广阔的应用前景,包括细胞与组织成像、生物分子跟踪与检测、免疫反应分析、疾病诊断等方面。随着量子点材料的应用推广以及对纳米材料研究的深入,有关其生物毒性和相关机理的研究也越来越重要。 微流控芯片,是以微流控管道网络为结构特征将整个分析过程集成在体积很小的微芯片上的技术,目前广泛应用于生物和化学领域。其在细胞学领域中的应用,可以将细胞的培养、观测和分析在微系统平台上完成。细胞微流控系统可以精确地控制细胞微环境的成分、液流和温度等因素,模拟体内细胞生长的微环境,并且完成有关细胞的各类检测。 本论文基于微流控芯片分析平台的优势,设计并制作一种简便、高效的微流控细胞芯片,并首次将微流控细胞芯片平台应用于量子点纳米材料的生物检测中。获得了不少关于量子点生物毒性和作用机制的信息,并且证明了微流控芯片可以为研究纳米材料生物毒性提供一个方便、经济、高效的技术平台。 本论文的主要工作和取得的结果有: 1.以光刻法制作C型坝结构的微流控细胞阵列芯片模具,采用PDMS热键合方法制作一种用于细胞水平研究的微流控细胞芯片,并验证了该芯片提供高通量、低消耗、低成本和快速高效的检测的可行性。 2.将芯片与细胞培养的外接装置相结合,利用荧光显微镜对人胚胎肾细胞(HEK293)的行为进行长时间的连续观测拍摄,观察细胞在芯片中的生长情况,评价此细胞芯片作为研究细胞平台的优越性,初步确定量子点的细胞毒性。 3.利用微流控细胞芯片平台研究量子点的细胞毒性。借助荧光染料,在芯片平台上通过研究细胞的形态变化和细胞存活率,对3种不同结构的量子点(CdTe、CdTe/CdS和CdTe/CdS/ZnS)进行以浓度梯度和作用时间为变量的细胞毒性检测和分析。CdTe浓度在0.5μM以上作用时间为24小时,对细胞具有较大的毒性,而且随着浓度的增大,时间的延长,对细胞毒害作用越大。CdTe/CdS作用48小时后显示出细胞毒性,并在72小时后造成大量细胞凋亡,验证了一些关于量子点的毒性机理理论。CdTe/CdS/ZnS高浓度(1μM)长作用时间(72小时)下,仍然没有引起细胞变形或凋亡,显示了良好的生物相容性。 4.利用能够标记和跟踪细胞分裂的荧光染料,检测和分析量子点对细胞分裂增殖的影响。首次发现CdTe量子点能抑制细胞分裂,且抑制程度与其作用浓度成正相关。另外两种量子点对细胞的分裂没有抑制作用。 5.利用量子点本身的荧光性,结合Calcein AM和Hochest 33342双染色法,对量子点在细胞中的分布进行观测和分析。首次发现通过一次染色可以同时收集到细胞核的形态变化、细胞凋亡以及量子点在细胞的分布的信息,为量子点的细胞毒性的进一步研究提供重要的参考信息。 目前对量子点的毒性研究重点仍然是体外研究,本论文研究表明引入细胞芯片这样一个平台,可以提高研究效率,大大降低研究的成本,更接近体内环境条件。我们也从量子点的细胞效应的各项检测中,获得了不少关于量子点生物毒性和作用机制的信息。关于量子点毒性效应的机理,至今还有很多未解之处,这方面的研究,有待进一步的探索。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李辉;何涛;戴隆贵;王小丽;王文新;陈弘;;气源MBE外延自组装GeSi量子点的光致荧光[J];发光学报;2011年08期
2 ;[J];;年期
3 ;[J];;年期
4 ;[J];;年期
5 ;[J];;年期
6 ;[J];;年期
7 ;[J];;年期
8 ;[J];;年期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
11 ;[J];;年期
12 ;[J];;年期
13 ;[J];;年期
14 ;[J];;年期
15 ;[J];;年期
16 ;[J];;年期
17 ;[J];;年期
18 ;[J];;年期
19 ;[J];;年期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李烨;涂洁;;砷化镓量子点太阳电池及材料的研究现状[A];战略性新兴产业的培育和发展——首届云南省科协学术年会论文集[C];2011年
2 盛静;何丽;马亮波;王春艳;徐溢;;青蒿素的芯片电泳-集成电导快速检测方法研究[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年
3 黄均明;赵云莎;刘荣军;赵书林;;量子点催化微流控芯片电泳化学发光检测人血浆中半胱氨酸[A];全国生物医药色谱学术交流会(2010景德镇)论文集[C];2010年
4 杨杰;杨宇;;溅射自组装Ge/Si量子点的生长和演变研究[A];战略性新兴产业的培育和发展——首届云南省科协学术年会论文集[C];2011年
5 王宝瑞;徐仲英;孙宝权;姬扬;孙征;Z.M.Wang;G.J.Salamo;;InGaAs/GaAs量子点链状结构光学性质的研究[A];第十六届全国半导体物理学术会议论文摘要集[C];2007年
6 刘鹏强;王茺;杨宇;;Si表面生长Ge量子点的研究进展[A];战略性新兴产业的培育和发展——首届云南省科协学术年会论文集[C];2011年
7 徐章程;张雅婷;J M Hvam;;亚单层InGaAs/GaAs量子点异质结和激光器[A];第11届全国发光学学术会议论文摘要集[C];2007年
8 朱俊杰;;量子点表面功能化与光电化学传感[A];中国化学会第27届学术年会第09分会场摘要集[C];2010年
9 张学贵;王茺;杨杰;鲁植全;潘红星;李亮;杨宇;;离子束溅射自组装生长Ge/Si量子点浸润层的研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第6分册)[C];2010年
10 王惠民;汪骅;丛辉;孙承龙;周锦红;杨曙梅;汪骅;金庆辉;赵建龙;;芯片电泳分离临床血清脂蛋白的应用研究[A];中华医学会第七次全国检验医学学术会议资料汇编[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 龚明;量子点光学性质的经验赝势计算[D];中国科学技术大学;2010年
2 蔡其佳;锗硅量子点的制备及退火特性研究[D];复旦大学;2010年
3 胡梅;量子点—生物分子复合探针的构建及其在生物分析中的应用[D];复旦大学;2010年
4 常树全;水溶性量子点的γ射线辐照制备及其生物效应研究[D];南京航空航天大学;2009年
5 杨卫海;水溶性量子点的水热法合成及多重响应荧光复合微球的制备[D];上海交通大学;2009年
6 张奎;量子点光学传感器的设计及其对痕量有害物质的可视化检测[D];中国科学技术大学;2011年
7 万真;Ⅱ-Ⅵ族复合结构量子点的微反应合成及工艺研究[D];华东理工大学;2011年
8 朱栋;锰掺杂硒化锌等荧光量子点的制备及应用[D];南京大学;2011年
9 张兵波;疾病诊断用功能化量子点荧光探针的研究[D];天津大学;2009年
10 安利民;含镉量子点体系的制备与荧光性质研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑羡诺;基于细胞芯片平台的量子点细胞毒性研究[D];复旦大学;2010年
2 周东波;量子点的合成与水溶性修饰及动态行为观察[D];西南大学;2010年
3 赵伟;量子点的组分分布和电子结构计算[D];北京邮电大学;2010年
4 匡芮;水性量子点的制备及其作为双酚A分析探针的研究[D];华中农业大学;2010年
5 李小花;新型量子点的制备及其应用[D];陕西师范大学;2010年
6 徐昕;水溶性量子点的制备及性能研究[D];上海交通大学;2011年
7 刘金华;量子点的制备及其水溶性修饰[D];湖南大学;2009年
8 江瑛;各向异性与量子点平衡形态及应变分布研究[D];浙江工业大学;2011年
9 杨淑平;新型核壳量子点的制备及在生物传感器中的应用研究[D];江南大学;2012年
10 范艳红;硫化锌及其掺杂量子点的制备、修饰及性能研究[D];武汉理工大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 ;Cyberlux收购SPE 获全球封装专利权[N];电子资讯时报;2006年
2 本报记者 张强;新一代光电子器件:让网络速度更快捷[N];科技日报;2007年
3 薛黎;中国高新技术与国际水平日趋缩小[N];上海证券报;2007年
4 记者陈欣然 通讯员李贤;天大科研成果被《自然》中国网站选为研究亮点[N];天津教育报;2010年
5 刘春;毛细管电泳电化学发光微型综合分析仪通过鉴定[N];中国医药报;2009年
6 记者 赵晖;天大研究成果破解绿色能源瓶颈[N];天津日报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978