新型磁编码的荧光-磁性纳米复合物的制备和表征

摘要

纳米材料被誉为“21世纪的新材料”，已经吸引了越来越多研究者的关注。荧光量子点和磁性纳米粒子是其中两种研究比较热门的典型代表。荧光量子点由于具有独特的光学性质，如宽的激发光谱窄而对称的发射光谱、一元激发多元发射、耐光漂白等特性在生物医药领域展示了巨大的应用前景;磁性纳米粒子因为其良好的磁可操控性和分离功能，已经广泛的应用于复杂体系中目标物的捕获和分离，靶向运输、磁致热疗等方面。然而，在实际的应用中，特别是生物体系中研究对象的复杂性，往往需要协同多种纳米粒子的多种功能来共同实现某一目标。
　　 近年来，荧光标记和磁性分离已成为生物医药领域非常重要的两项技术，若能将二者相结合一步实现目标物的检测与分离，将会大大提高工作效率。因此，本研究工作基于荧光量子点和磁性纳米粒子，通过层层自组装的方法构建了同时具有荧光性质和磁学性质的多功能纳米材料;并通过控制表面磁性纳米粒子的组装层数，得到具有不同磁响应性即磁性编码的荧光-磁性多功能纳米复合物;随后以不同荧光染料标记的免疫球蛋白(IgG)为模型对磁编码的荧光-磁性纳米复合物进行生物功能化，并在外磁场作用下对相应的IgG进行分离与捕获。研究结果表明，本工作所构建的磁编码的荧光-磁性多功能纳米复合物具有良好的荧光性能、磁可分辨性能、生物功能化性能和对靶物质高的分离捕获效率。该磁编码的荧光-磁性多功能纳米复合物的成功构建将有望为疾病诊断、食品安全监控等重要领域中复杂样本的分析提供新的契机。本论文的主要研究内容如下:
　　 1.以水热法制备的巯基乙酸修饰的CdYe量子点为原料，通过反相微乳液法合成CdTe@SiO2荧光复合纳米粒子，并对其粒径、形貌和荧光性质进行表征。
　　 2.基于静电作用原理，采用层层自组装方法，以CdTe@SiO2纳米粒子为核，交替组装带正电荷的聚电解质和负电荷的磁性纳米粒子，通过改变磁性纳米粒子的组装层数，得到具有不同磁响应性的荧光-磁性多功能纳米复合物，并对其结构、形貌和性能进行表征。
　　 3.将三种不同荧光标记的IgG分子分别与三种具有不同磁响应性的荧光-磁性纳米复合物基于共价作用进行偶联以构建生物功能化探针，在外磁场作用下分别将每一个探针逐一进行分离捕获，并以荧光信号分析其相应的捕获效率。

目录

声明

摘要

缩写符号对照表

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 量子点的性质、制备及应用

1．2．1 量子点的性质

1．2．2 量子点的制备方法

1．2．3 量子点的表面修饰

1．2．4 量子点在生物医学中的应用

1．3 磁性纳米粒子的性质、制备及应用

1．3．1 磁性纳米粒子的性质

1．3．2 磁性纳米粒子的制备方法

1．3．3 磁性纳米粒子的表面修饰

1．3．4 磁性纳米粒子的生物应用

1．4 荧光-磁性复合纳米粒子的构建及应用

1．4．1 荧光-磁性复合纳米粒子的构建

1．4．2 荧光-磁性复合纳米粒子的生物应用

1．5 本课题的研究目的、意义与研究内容

第二章 CdTe@SiO2纳米粒子的制备研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 仪器与试剂

2．2．2 巯基乙酸修饰的CdTe量子点的制备研究

2．2．3 CdTe@SiO2纳米粒子的制备研究

2．3 结果与讨论

2．3．1 CdTe量子点的水相合成

2．3．2 CdTe@SiO2纳米粒子的制备及表征

2．4 小结

第三章 磁编码荧光-磁性多功能纳米复合物的制备和表征

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 仪器与试剂

3．2．2 柠檬酸修饰的Fe3O4磁性纳米粒子的制备

3．2．3 磁编码的荧光-磁性多功能纳米复合物的制备

3．2．4 磁编码的荧光磁性纳米复合物与免疫球蛋白的生物偶联

3．3 结果与讨论

3．3．1 柠檬酸修饰的Fe3O4磁性纳米粒子的制备及表征

3．3．2 磁编码的荧光-磁性多功能纳米复合物的制备

3．3．2 磁编码的荧光-磁性多功能纳米复合物的荧光和磁学性质

3．3．3 磁编码的荧光-磁性多功能纳米复合物与免疫球蛋白的生物偶联

3．3．4 磁编码的荧光-磁性多功能纳米复合物的磁捕获效率研究

3．4 小结

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间研究成果