基于拉曼光镊的单细胞普通拉曼及表面增强拉曼光谱测量的任务书.docx

基于拉曼光镊的单细胞普通拉曼及表面增强拉曼光谱测量的任务书
任务书
一、题目
基于拉曼光镊的单细胞普通拉曼及表面增强拉曼光谱测量
二、研究背景
近年来，单细胞光谱学测量的技术得到了迅速的发展并取得了广泛的应用。拉曼光谱学作为单细胞光谱学测量的一种技术手段，已被广泛地应用于单细胞的研究。通过拉曼光谱技术，可以对单个细胞的化学成分、生物分子等进行非破坏性的定量和定性分析。由于单细胞的差异性以及特异性，对于身体内的细胞、微生物等样品进行快速高效的单细胞分析、分类、鉴定具有重要意义。
拉曼光谱学主要有两种技术，一种是普通拉曼光谱，另一种是表面增强拉曼光谱。普通拉曼光谱具有优越的非破坏性和定量性，但其灵敏度较低，对于单细胞的分析有一定的局限。表面增强拉曼光谱通过在金属表面制备高度均一的纳米结构来增强信号，可以有效提高灵敏度。因此，联合应用拉曼光谱和表面增强拉曼光谱技术，可以实现对单细胞的高灵敏、高速、高通量的分析，为单细胞研究提供了有利工具。
拉曼光镊是一种高速非破坏性单细胞光谱测量方法，具有选择性，适用于大量样品的在线分析。通过将微流控技术和拉曼光谱技术相结合，可以在单一平台上实现单细胞悬浮液或单个细胞的捕获、定位、识别和拉曼光谱测量等步骤。拉曼光镊技术可以测量普通拉曼光谱和表面增强拉曼光谱，因此被认为是单细胞光谱学领域中具有很大发展潜力的技术手段。
三、研究内容
1.实验制备高灵敏度的拉曼光镊测量系统，适用于单细胞普通拉曼光谱和表面增强拉曼光谱的测量。
2.实验测量多种类型的单细胞样品，包括肿瘤细胞、白血细胞、微生物等。研究不同类型的单细胞的化学成分、生物分子的差异，寻找单细胞的特征峰位。
3.研究表面增强拉曼光谱技术的信号增强效果。制备不同形貌和结构的金属纳米阵列，并对其进行光电表征。
4.开发基于机器学习的分析算法，对拉曼光谱和表面增强拉曼光谱数据进行分析，优化测量分析流程。
四、完成方式和时间
本研究需要采用实验室制备的拉曼光镊测量系统进行实验测量。实验耗时不确定，但预计需要6个月至1年的时间完成。
五、研究意义
本研究的完成将为单细胞研究提供一个高速、高灵敏、高通量的光谱测量技术。该技术可用于单细胞普通拉曼光谱和表面增强拉曼光谱的测量和分析，可应用于肿瘤、微生物、白血细胞等的临床检测和基础研究领域。同时，该研究也可为其他领域的研究提供有益的参考。