基于仿生润湿性胶体阵列的数字PCR及其肿瘤DNA检测研究

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胶体晶体是一种由单分散的胶体颗粒自组装而成并有序排列的二维或三维结构性材料。胶体晶体以其卓越的特性,已经在传感器、光子纸张、条形码、光子晶体、二维纳米结构阵列等方面具有广泛的应用。此外,蝴蝶鳞翅是自然界中存在的最复杂的三维周期性介质材料之一,它具有良好的超疏水性、荧光性、快速导热性等优点,是理想的仿生制备模板。蝴蝶翅膀表面具有层状微纳结构,这种分级层状微纳结构具有良好的光学、电学等物理特性,因此它在光电器件、气体和液体传感器以及其他结构器件的应用方面表现出巨大的潜力,近些年来引起研究者广泛的关注。本论文的主要研究工作是在胶体晶体和蝴蝶鳞翅两种材料的基础上,开发出两种具有不同润湿性的微液滴阵列基底,构建了两种数字PCR平台,实现了肿瘤DNA的绝对定量检测,具体工作如下:(1)制备了润湿性胶体阵列基底:通过对载玻片进行氟硅烷的疏水处理,聚多巴胺包裹的二氧化硅粒子的沉积和聚二甲基硅氧烷(PDMS)模板的剥离来制备润湿性胶体阵列基底,探索了润湿性胶体阵列基底的结构特性及浸润性并实现了微液滴阵列的构建;(2)润湿性胶体阵列基底应用于核酸绝对定量的数字PCR:通过微接触印刷的方法来制备胶体阵列基底,在此基底上形成的微液滴阵列应用于核酸绝对定量的数字PCR。使用该基底进行肿瘤DNA浓度检测,覆盖4个数量级的DNA样品可以在40分钟内完成绝对定量分析,这将为数字PCR在未来的发展提供新的平台;(3)基于蝴蝶鳞翅的微液滴阵列基底应用于核酸绝对定量的数字PCR:利用蝴蝶鳞翅本身具有的天然超疏水特性,再通过掩模板等离子体刻蚀的方法实现基于蝴蝶鳞翅的微液滴阵列基底的制备。在此基底上形成的微液滴阵列应用于核酸绝对定量的数字PCR。这种新型的数字PCR平台实现了快速、高灵敏、低成本的核酸绝对定量检测,将会有力推动数字PCR在未来的发展。
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