论文部分内容阅读
体液中药物的检测对个性化诊疗具有重大意义。但体液中含有多种成分,导致对体液中特定药物进行检测前需要对待测物进行复杂耗时的离心纯化、预浓缩等预处理。目前已有一些体液中药物检测相关的成果发表,但其所使用的检测技术往往试剂昂贵、过程繁琐且需要专业操作。因此急需一种检测方案减少体液样品预处理的时间,快速定量检测体液中的药物含量。纤维素纸含有大量纤维素纤维,可提供毛细管力以驱动样品沿纸尖方向聚集、预浓缩,无需其他复杂预处理;表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering,SERS)具有检测速度快、检测成本低以及无侵入性等特点,相对于传统的免疫试验和色谱质谱等方法更适合体液中药物的快速定量检测;3D打印技术由于操作简单、成型迅速、多元模型以及价格低廉等特点多用于检测器件的制备。因此,本文设计一种新型的液体拉曼检测器件,结合SERS技术用于体液中药物的预浓缩和快速定量,提出一种标准化的SERS检测流程。首先,本论文根据实际检测的需求,设计制备了新型液体拉曼检测器件。器件分为顶部、进样器、底部和纸尖四部分。并使用荧光素对检测器件的预浓缩能力进行了量化分析,进一步优化了三个能够影响检测器件预浓缩能力的参数:纸尖角度、进样器孔径和底部斜率。当纸尖角度为10°、进样器入口半径0.5 mm、出口半径0.2 mm、底部斜率为30°时,新型液体拉曼检测器件对荧光素的预浓缩能力最强,预浓缩倍数18.13倍。其次,基于参数优化后的新型液体拉曼检测器件,利用结晶紫(Crystal Violet,CV)对其SERS方面的性能进行测试。首先制备了纸尖SERS基底,对沉积增强材料的浓度进行了优化;之后对样品干燥时间进行了探索;最后对检测器件在SERS检测方面的稳定性和重复性进行了评估。当增强材料浓度为2 mg/m L、样品干燥时间为40 min时,得到CV的SERS光谱信号最强;对1075 cm-1处峰面积的相对标准偏差(Relative Standard Deviation,RSD)进行计算,单次实验和重复实验的RSD分别为8.06%和8.26%,证明新型液体拉曼检测器件具有良好的SERS稳定性和重复性。最后,基于新型液体拉曼检测器件,对牛血清和人工尿液中的盐酸表柔比星药物进行了SERS灵敏度分析和定量检测。在原浓度血清和尿液中检测到盐酸表柔比星浓度的检测限分别是5×10-8 M和5×10-7 M。原浓度血清中盐酸表柔比星的线性拟合浓度范围是8×10-7到1×10-5 M,相关系数大于0.97;原浓度尿液中盐酸表柔比星的线性拟合浓度范围是4×10-6到1×10-5 M,相关系数大于0.95。基于新型液体拉曼检测器件和SERS技术能够对体液中药物进行预浓缩和快速定量检测。本文开发了纸基的新型液体拉曼检测器件,对样品具有高倍预浓缩的能力,加样干燥后能置于拉曼光谱仪下直接进行SERS检测,探索了检测器件在体液中药物定量检测中的应用。基于纸尖毛细作用和重力的新型液体拉曼检测器件具有样品预浓缩能力强、信号灵敏度高、重复性好、检测速度快以及便于携带等特点。它有潜力成为临床诊疗方面便携实用的检测工具,促进SERS检测过程的标准化。