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1、湖南師范大學(xué)碩士學(xué)位論文上轉(zhuǎn)換納米粒子的制備及其在毒素快速檢測中的應(yīng)用研究姓名:王莉平申請學(xué)位級別:碩士專業(yè):藥物分析學(xué)指導(dǎo)教師:蘇孝禮201205中文摘要上轉(zhuǎn)換納米粒子是基于通過雙光子或多光子機制把長波輻射轉(zhuǎn)換成短波輻射的熒光材料,具有反Stokes發(fā)光特性。它們大多屬于稀土摻雜的無機材料。在980ni/1的紅外光激發(fā)下,能夠發(fā)出不同顏色的可見光。與常規(guī)熒光團和下轉(zhuǎn)換納米粒子發(fā)光相比,上轉(zhuǎn)換納米粒子的發(fā)光具有與眾不同的性質(zhì),如發(fā)光亮度高而帶譜窄、斯托克斯位移大、化學(xué)穩(wěn)定性好、靈敏度高、在生物體內(nèi)無自發(fā)發(fā)光
2、和無光漂白作用等重要優(yōu)點。因而是一種理想的熒光探針。最近幾年,上轉(zhuǎn)換納米粒子的獨特優(yōu)勢,吸引了國內(nèi)外廣泛的關(guān)注。上轉(zhuǎn)換納米粒子作為最新一代熒光標(biāo)記在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用研究,例如在生物學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、藥物篩選、食品安全、環(huán)境檢測等方面得到了廣泛的應(yīng)用研究,特別在生物學(xué)、生化分析中的應(yīng)用尤為突出。本課題采用不同的合成方法制備了上轉(zhuǎn)換納米粒子NaYF4:Yb,Er和Y203:Yb,Er,并建立了基于上轉(zhuǎn)換納米粒子NaYF4:Yb,Er的熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FI迮T)免疫分析,對金黃色葡萄球菌腸毒素B(SEB)進行
3、了檢測。發(fā)展出一種靈敏、特異、簡便的毒素檢測方法,以克服現(xiàn)有的檢測方法的局限性。主要內(nèi)容如下:1.綜述了上轉(zhuǎn)換納米粒子的研究進展,論述了制備方法、發(fā)光機制和應(yīng)用現(xiàn)狀,并對上轉(zhuǎn)換納米粒子在FRET的應(yīng)用進行了綜述。2.采用共沉淀法和水熱合成法制備了上轉(zhuǎn)換納米粒子NaYF4:Yb,Er。對水熱合成法合成優(yōu)化了實驗條件,通過改變不同pH值、選擇不同絡(luò)合劑、改變Yb”、Er3+的濃度等條件來選取最優(yōu)的制備方法。用熒光光譜(FL)、紅外吸收光譜(IR)、X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(
4、TEM)表征了制備的上轉(zhuǎn)換納米粒子NaYF4:Yb,Er。3.SEB毒素的FRET免疫分析研究。以抗SEB抗體修飾的NaYF4:Yb,Er為FRET體系中的供體;采用檸檬酸還原法合成了納米金(AuNPs),以SEB修飾的納米金為FRET體系中的受體;借助抗原抗體之間的特異性識別作用,成功實現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)移。對硼酸鹽緩沖溶液和牛奶樣品中的SEB進行了檢測。硼酸緩沖溶液的最低檢測限為0.01ng/mL,檢測范圍0.01—500ng/mL,反應(yīng)時間為2小時。牛奶基質(zhì)對SEB的檢測無干擾,其最低檢測濃度也為O.01ng
5、/mL。4.采用共沉淀法制備了上轉(zhuǎn)換納米粒子Y203:Yb,Er。通過改變Yb3+和Er3十的比例可以制備出發(fā)不同熒光的材料,該粒子熒光強度強。優(yōu)化了實驗條件:對前驅(qū)體和上轉(zhuǎn)換納米粒子Y203:Yb,Er進行了FL、IR、熱重(TG)和差熱分析(DTA)、XRD和SEM、TEM等表征;并對Y203:Yb,Er的超親水性能進行了研究。關(guān)鍵詞:上轉(zhuǎn)換納米粒子、水熱合成法、共沉淀法、熒光共振能量轉(zhuǎn)移、熒光免疫分析IIABSTRACTUpconversionnanoparticles(UCNPs)areanewty
6、peoffluorescentmaterialscapableofconvertingalong—wavelengthradiationtoashort—wavelengthradiationthroughthetwo—photonormulti.photonmechanism.UCNPsgiveoffanti-Stocksemissionsandmostlybelongtorare。earthdopedinorganicmaterials.Excitedbya980n//1.infraredlight,U
7、CNPsCanemitvisiblelightsofdifferentcolors.Comparedwithconventionalfluorophoresandunderconversionnanoparticles,UCNPshaveanumberofuniquefeatures.TheimportantadvantagesofUCNPsincludehigh-brightnessfluorescence,narrowemissionpeaks,largeanti—Stocksshifts,goodch
8、emicalstability,highsensitivityfordetection,nospontaneousupconversionfluorescenceinorganisms,andnophotobleachingproblem.UCNPsarethusaclassofidealfluorescenceprobes.Inrecentyears,UCNPshaveattractedthedomestica