基于共振瑞利散射血清蛋白测试技术及POCT仪器的研究
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血清中蛋白质浓度在临床中有重要诊断意义,在蛋白质分析领域,广泛应用紫外可见分光光度计、荧光分光光度计等精密仪器,这些仪器适合医院化验室使用,但由于它们的复杂、昂贵、体积庞大、耗电量高等因素,而无法满足现场检测POCT (Point of CareTesting)的要求。POCT是临床诊断技术中发展的趋势之一,它使用的仪器操作简便、工作稳定、适于携带。针对这种迫切需要,本文提出了一种基于共振瑞利散射(RRS)适合现场检测的血清蛋白质测试新方法。论文介绍了RRS国内外的研究现状、基本概念和基本理论;采用荧光分光光度计和紫外-可见分光光度计研究了四羧基酞菁锌-蛋白质和四氨基酞菁铜体系的共振光散射光谱和吸收光谱进行,在pH 3.6的Britton-Robinson(B-R)缓冲溶液中,蛋白质与四羧基酞菁锌发生相互作用,使体系在波长475nm处产生共振散射增强;进一步分析和实验表明:该溶液强吸收波长为420nm附近的蓝紫光波段,在该激励光作用下,其共振波长处会产生RRS,在一定蛋白质浓度范围内溶液的RRS强度与蛋白质的含量成比例,可以利用四羧基酞菁锌为光谱探针的共振散射法来测定血清蛋白,其线性检出范围为10~50mg/mL,检出限为0.001mg/mL;在此基础上,确定了主体以405nm宽禁带半导体激光器为激励光源,以475nm窄带带通滤光片为单色器,以基于蓝光增强光敏二极管的低噪声高增益光电放大器为探测器的血清蛋白质POCT测试装置的总体方案。论文所做工作还包括:对金属酞菁配合物的合成工艺和它们红外光谱表征的研究,采用4-羧基邻苯二甲酸酐和尿素为原料,钼酸铵为催化剂,固相法合成四羧基酞菁锌和四氨基酞菁铜,并通过红外光谱的表征得到证实;体系的稳定性、酸度对体系的影响、缓冲溶液用量、离子强度、干扰物质等影响检测灵敏度因素的讨论;血清蛋白质POCT测试装置样机的研制,并用它来对血清蛋白质进行测试。实验结果表明:新开发的血清蛋白质测试装置具有体积小、成本低、功耗小、使用方便等一系列优点,改进后可望在现场检测得到广阔的应用。
摘要 | 第4-5页 |
Abstract | 第5-6页 |
1 绪论 | 第10-20页 |
1.1 论文选题的背景和意义 | 第10-11页 |
1.2 国内外研究现状 | 第11-17页 |
1.2.1 测定蛋白质浓度的方法 | 第11-16页 |
1.2.2 共振瑞利散射法研究现状 | 第16-17页 |
1.3 本文的研究内容 | 第17-18页 |
1.4 本文的内容安排 | 第18-20页 |
2 理论与方案研究 | 第20-35页 |
2.1 共振瑞利散射原理 | 第20-26页 |
2.1.1 光散射现象 | 第20-21页 |
2.1.2 瑞利散射 | 第21-22页 |
2.1.3 共振瑞利散射 | 第22-25页 |
2.1.4 共振瑞利散射的应用 | 第25页 |
2.1.5 共振瑞利散射技术的发展 | 第25-26页 |
2.2 理论分析及验证 | 第26-32页 |
2.2.1 四羧基酞菁锌 | 第26-29页 |
2.2.2 四氨基酞菁铜 | 第29-32页 |
2.3 系统总体方案 | 第32-35页 |
3 金属酞菁配合物的合成 | 第35-43页 |
3.1 金属酞菁配合物的合成及表征 | 第35-36页 |
3.2 实验部分 | 第36-39页 |
3.2.1 仪器 | 第36-37页 |
3.2.2 试剂 | 第37页 |
3.2.3 金属酞菁配合物的合成 | 第37-38页 |
3.2.4 红外光谱测定 | 第38-39页 |
3.2.5 紫外-可见吸收光谱测定 | 第39页 |
3.3 结果与讨论 | 第39-43页 |
3.3.1 红外光谱表征 | 第39-41页 |
3.3.2 紫外-可见吸收光谱表征 | 第41-42页 |
3.3.3 结论 | 第42-43页 |
4 血清蛋白测量装置系统设计 | 第43-88页 |
4.1 光学系统结构部件 | 第45-71页 |
4.1.1 机械结构主体 | 第46-48页 |
4.1.2 样品池 | 第48页 |
4.1.3 激光束投射单元 | 第48-60页 |
4.1.4 激光束投射单元光学仿真 | 第60-66页 |
4.1.5 散射光采集单元 | 第66-71页 |
4.2 光电放大器 | 第71-81页 |
4.2.1 光电探测器 | 第71-75页 |
4.2.2 放大器电路 | 第75-81页 |
4.2.3 光电放大器总体技术指标 | 第81页 |
4.3 电路设计 | 第81-87页 |
4.3.1 半导体激光器驱动电路设计 | 第81-83页 |
4.3.2 信号处理电路 | 第83-86页 |
4.3.3 显示电路 | 第86-87页 |
4.4 小结 | 第87-88页 |
5 实验结果与分析 | 第88-101页 |
5.1 体系灵敏度影响因素 | 第88-91页 |
5.1.1 主要仪器与试剂 | 第88-89页 |
5.1.2 试验方法 | 第89页 |
5.1.3 实验结果与讨论 | 第89-91页 |
5.2 血清蛋白浓度测试实验 | 第91-100页 |
5.2.1 实验仪器及试剂 | 第91-92页 |
5.2.2 试剂配制 | 第92页 |
5.2.3 实验环境搭建 | 第92页 |
5.2.4 试验方法 | 第92-93页 |
5.2.5 数据分析 | 第93-99页 |
5.2.6 实验结论 | 第99页 |
5.2.7 误差分析 | 第99-100页 |
5.3 总结 | 第100-101页 |
6 结论 | 第101-103页 |
参考文献 | 第103-111页 |
攻读博士学位期间发表的论文及所取得的研究成果 | 第111-113页 |
致谢 | 第113页 |
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