【摘 要】
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结直肠癌是一种常见的恶性肿瘤,是全球癌症相关死亡的主要原因之一。早期发现和筛查是治疗结直肠癌最有效的方法。而寻找相关生物标记物是实现结直肠癌早期检测的重要策略。现有的检测方法存在样本消耗量大、样本制备耗时、设备昂贵和灵敏度低等问题。为了解决这些问题,本研究提出一种快速诊断结直肠癌的新方法,该方法具有样本量少、免标记、无损等独特优势。由于外泌体在体液中的稳定性,可作为结直肠癌早期诊断的生物标记物。太
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结直肠癌是一种常见的恶性肿瘤,是全球癌症相关死亡的主要原因之一。早期发现和筛查是治疗结直肠癌最有效的方法。而寻找相关生物标记物是实现结直肠癌早期检测的重要策略。现有的检测方法存在样本消耗量大、样本制备耗时、设备昂贵和灵敏度低等问题。为了解决这些问题,本研究提出一种快速诊断结直肠癌的新方法,该方法具有样本量少、免标记、无损等独特优势。由于外泌体在体液中的稳定性,可作为结直肠癌早期诊断的生物标记物。太赫兹超材料生物传感器因其与生物分子存在强烈的谐振相互作用,是进行痕量生物分子检测的有效方法。为了验证血浆中的外泌体具有监测结直肠癌的新型生物标记物的潜力,本文设计了一种用于检测外泌体的太赫兹超材料生物传感器。本文的具体内容如下:1、基于时域有限积分方法的全波电磁仿真软件设计太赫兹超材料生物传感器,其低频、高频谐振峰的传感灵敏度分别达到63 GHz/RIU和103 GHz/RIU。最后通过表面微加工工艺制造传感器样片,并用太赫兹时域光谱系统对样片进行性能测试,实验测试结果与仿真模拟结果非常吻合。2、按照外泌体分离和纯化试剂盒的说明提取实验所需外泌体,并使用透射电子显微镜、蛋白质印迹法和纳米颗粒跟踪分析法对外泌体进行鉴定。3、研究抗体修饰太赫兹超材料生物传感器对不同物质的检测。选取Afp、Ca125、Ca199、Her2和外泌体样本（产生谐振频移的最大值和最小值）添加到修饰抗体的生物传感器上,显示出不同的谐振频移变化,表明所提出的传感器修饰方法对微量外泌体具有特异性识别能力（P＜0.05）。4、研究抗体（KRAS抗体、CD147抗体、HSP60抗体）修饰的太赫兹超材料生物传感器用于结直肠癌外泌体的检测。覆盖有结直肠癌患者的外泌体与健康对照组的外泌体显示出不同的谐振频移变化,表明该太赫兹超材料生物传感器可以区分结直肠癌患者和健康对照（P＜0.05）。本文所设计的太赫兹超材料生物传感器具备高特异性、重复性和高灵敏度,在现代诊断仪器研发方面具有很大的应用潜力。
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