YVO4:Eu荧光纳米粒子的合成及其在生物分析中的应用

摘要

近年来，纳米生物标记技术的研究十分引人注目。纳米生物标记技术在人类重大疾病诊断、生物芯片技术、细胞和生物成像技术、强致病性病原菌的快速检测与预警、生物领域反恐等诸多领域已显示出很好的应用前景。稀土荧光纳米粒子由于具有Stokes位移大、荧光发射强度高、半峰宽窄和荧光寿命长等独特的光谱特性，将稀土荧光纳米粒子作为标记物应用于生物分析可以显著提高检测的灵敏度，因此具有很好的应用前景。
　　 本实验采用水相法合成YVO4：Eu荧光纳米粒子，考察了反应温度、时间、反应物的pH值和摩尔比、铕离子的掺杂百分比和最佳使用浓度等实验条件对合成粒子荧光性能的影响，并对合成的YVO4：Eu粒子进行了XRD、TEM、IR表征和粒度分析，最后用制备的纳米粒子标记了牛血清白蛋白和亲和素。
　　 研究结果表明，合成YVO4：Eu纳米粒子的最佳条件为：反应温度90℃，反应时间120分钟，稀土离子、柠檬酸钠和偏钒酸钠溶液的pH值分别为1.0、6.5和12.7，稀土离子、柠檬酸钠和偏钒酸钠的摩尔比为4:3:3，掺铕百分比为20％和粒子的最佳使用浓度为3×10-4mol·L-1。合成粒子的XRD和TEM的结果表明，合成的YVO4：Eu纳米粒子粒径小于40 nm，结晶度和分散性良好。
　　 用该粒子通过静电作用成功标记了牛血清白蛋白，当牛血清白蛋白浓度在0.2～2.0μg·mL-1时，YVO4：Eu-BSA和YVO4：Eu粒子溶液的荧光强度之差与牛血清白蛋白的浓度成正比，线性方程Y=56.96C+26.77，相关系数0.9985。在pH值为7.4的磷酸缓冲溶液中，用YVO4：Eu纳米粒子通过静电作用成功标记了亲和素，标记亲和素保留了原有的反应活性，可以和生物素发生特异反应。实验结果表明，合成的YVO4：Eu荧光纳米粒子可以作为通用的荧光标记物用于生物分子检测。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪 论

1.1 纳米材料

1.1.1 纳米材料的定义和性质

1.1.2 纳米材料的制备

1.2 纳米材料在生物分析中的应用

1.2.1 纳米金

1.2.2 半导体量子点

1.2.3 高分子纳米微球

1.2.4 稀土螯合物纳米球

1.2.5 纳米材料的表面修饰

1.3 稀土荧光纳米粒子及其在生物分析中的应用

1.3.1 稀土荧光纳米材料的制备

1.3.2 稀土荧光纳米材料的表面修饰

1.3.3 稀土荧光纳米粒子在生物分析中的应用

1.4 本论文标记的生物试剂

1.4.1 牛血清白蛋白

1.4.2 生物素-亲和素系统

1.5 本论文的研究意义和内容

第二章 YVO4：Eu荧光纳米粒子的合成与表征

2.1 实验仪器和试剂

2.2 实验方法

2.2.1 主要试剂的配制

2.2.2 YVO4：Eu纳米粒子的合成

2.2.3 荧光测定

2.2.4 YVO4：Eu纳米粒子的表征

2.3 结果和讨论

2.3.1 实验条件的优化

2.3.2 YVO4：Eu纳米粒子的荧光光谱和发光机理

2.3.3 量子产率的计算

2.3.4 YVO4：Eu纳米粒子稳定性和分散性的考察

2.3.5 YVO4：Eu纳米粒子的X射线衍射图

2.3.6 YVO4：Eu纳米粒子的透射电子显微镜成像

2.3.7 YVO4：Eu纳米粒子的粒度分布

2.3.8 YVO4：Eu纳米粒子的红外光谱

2.4 本章小结

第三章 用YVO4：Eu荧光纳米粒子标记牛血清白蛋白

3.1 实验仪器和试剂

3.2 实验方法

3.2.1 主要试剂的配制

3.2.2 YVO4：Eu纳米粒子标记牛血清白蛋白

3.2.3 荧光测定方法

3.3 结果与讨论

3.3.1 YVO4：Eu标记BSA前后的荧光光谱

3.3.2.实验条件的优化

3.3.3 BSA浓度对YVO4：Eu-BSA溶液荧光强度的影响

3.4 本章小结

第四章 用YVO4：Eu荧光纳米粒子标记亲和素

4.1 实验仪器和试剂

4.2 实验方法

4.2.1 主要试剂的配制

4.2.2 YVO4：Eu荧光纳米粒子标记亲和素

4.2.3 被标记亲和素与生物素的特异反应

4.2.4 荧光测定

4.3 结果和讨论

4.3.1 YVO4：Eu荧光纳米粒子标记亲和素

4.3.2 被标记亲和素和生物素的特异反应

4.4 本章小结

第五章 结 论

参考文献

致谢