癌症转移是癌症致死的主要原因,循环肿瘤细胞(circulating tumor cells,CTCs)是癌症转移的中间过程和必要条件,因此CTCs的检测对于研究癌症转移机制、治疗效果评价及预后、肿瘤转移的监测等方面具有重要意义。由沙门氏菌引起沙门氏菌病是最为常见的食源性疾病,传统检测方法费时耗力。随着检测技术的发展,目前建立的方法可在48 h内检出沙门氏菌,但仍然无法达到快速检测的要求。上述两类细胞的检测均要求灵敏度高、快速、简单,因此建立符合要求、性能更优异的快速检测方法对于癌症早期诊断和食源性致病菌检测具有重要意义。目前研发及应用性能更优异的标记材料是检测灵敏度提高的途径之一。目前已有多种具有优异光热效应的纳米材料被广泛用于癌症的光热治疗,但用作标记材料建立检测方法的报道较少。本论文建立的基于纳米标记材料光热效应的检测方法灵敏度高、检测时间短且操作简单。论文利用纳米材料的光热效应针对CTCs和鼠伤寒沙门氏菌建立了两种新方法:基于石墨烯光热效应功能化磁珠的CTCs检测方法,及基于免疫磁性纳米材料光热效应的鼠伤寒沙门氏菌检测方法。上述检测方法以膜过滤和免疫磁分离为基础,利用功能化纳米材料的特异性识别能力及光热效应引起的温度变化,实现了CTCs及鼠伤寒沙门氏菌的高效捕获、检测及鼠伤寒沙门氏菌的灭活。论文建立的方法具有灵敏度高、快速、简单等优点。论文主要包括三个部分,内容如下:绪论概述了CTCs和沙门氏菌的捕获与检测方法,胶体金(gold nanoparticles,GNPs)、石墨烯、磁性纳米材料等纳米材料及其光热效应的研究进展,光热效应的应用及检测方法的建立。重点对GNPs、石墨烯和磁性纳米材料的光热效应及其在检测方法中的应用进行了综述。第一章建立了一种基于石墨烯光热效应功能化磁珠的CTCs检测方法,利用膜过滤、磁分离及石墨烯的光热效应实现了CTCs的高效捕获及高灵敏检测。采用抗上皮细胞黏附分子(epithelial cell adhesion molecule,EpCAM)抗体修饰氧化石墨烯(graphene oxides,GOs),抗IgG抗体修饰磁珠,通过抗EpCAM抗体-抗IgG抗体反应体系合成免疫GOs-磁珠复合物。该复合物能特异性识别4T1细胞表面的EpCAM抗原,并能利用磁珠及GOs分别实现4T1细胞的捕获及检测。该复合物与样品混合孵育后经过膜过滤与磁分离实现细胞特异性捕获,激光照射滤膜上的过滤区域,利用激光照射前后产生的温度升高值及对应的细胞数目绘制标准曲线,将实际样品测得的温度升高值带入标准曲线即可得到待测样品中的CTCs数目。论文对孵育时间、基底、激光照射功率及时间、纳米材料、GOs浓度、免疫GOs-磁珠复合物添加量等进行了优化,并建立了温度升高值-细胞数目标准曲线。最佳实验条件如下:孵育时间为1 h,基底为棉吸水垫,激光照射功率为1.5 W·cm-2,照射时间为2 min,纳米材料为GOs,GOs浓度为100μg·m L-1,免疫GOs-磁珠复合物的添加量为50μL/500个细胞。在此条件下可实现CTCs的高灵敏度(100个细胞)、快速(<1.5 h)、简单捕获与检测,此方法应用于外周血检测,添加回收率可达90.8%~116.5%。第三章建立了一种基于免疫磁性纳米材料光热效应的鼠伤寒沙门氏菌检测方法,利用磁性纳米材料的双重特性——磁性与光热效应,联合使用膜过滤方法,可同时实现鼠伤寒沙门氏菌的捕获、检测与灭活。采用抗鼠伤寒沙门氏菌抗体修饰磁性纳米材料,该免疫磁性纳米材料可特异性识别鼠伤寒沙门氏菌表面的抗原。利用磁性纳米材料的磁性实现鼠伤寒沙门氏菌的捕获,利用磁性纳米材料的光热效应实现鼠伤寒沙门氏菌的检测与灭活。该免疫磁性纳米材料与样品混合孵育后,先经过膜过滤与磁分离实现鼠伤寒沙门氏菌的特异性捕获,激光照射滤膜上的过滤区域,利用激光照射前后产生的温度升高值及对应的细菌数目绘制标准曲线,将实际样品测得的温度升高值带入标准曲线即可得到待测样品中的鼠伤寒沙门氏菌数目。论文对磁性纳米材料、激光照射功率及时间、免疫磁性纳米材料添加量等进行了优化,并建立了温度升高值-细菌数目标准曲线。最佳实验条件如下:磁性纳米材料的粒径为200~300 nm,激光照射功率为2.5 W·cm-2,照射时间为2 min,免疫磁性纳米材料的添加量10μL/1000个鼠伤寒沙门氏菌。在此条件下可实现鼠伤寒沙门氏菌的高灵敏度(300个细菌)、快速(<1.5 h)、简单捕获与检测,并可对鼠伤寒沙门氏菌完全灭活。此方法应用于饮用水样本检测,添加回收率可达96.2%~106.4%。