紅區(qū)-近紅外區(qū)發(fā)光上轉(zhuǎn)換納米材料在生物分析中的應用研究.pdf

1、近年來，摻雜鑭系元素的上轉(zhuǎn)換納米粒子(UCNPs)作為光學探針在生物分析中的應用引起了人們的廣泛關(guān)注。上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料具有性質(zhì)穩(wěn)定，不易光解，生物毒性較低等特點。用于生物探針，由于采用近紅外激光器作為外源激發(fā)光源，只有上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料發(fā)光，而被標記的生物分子和被檢測的生物體系因為不具備上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì)而不發(fā)光，特別是在長波發(fā)射區(qū)（紅區(qū)或者近紅外區(qū)），生物分子的光吸收降到最低，從而使檢測背景大大降低，進而提高生物檢測的靈敏度。同時具有核殼結(jié)構(gòu)的

2、上轉(zhuǎn)換納米粒子，發(fā)光效率得到提高。在本文中，結(jié)合上述這些優(yōu)異的特性，我們合成了具有核殼結(jié)構(gòu)的上轉(zhuǎn)換紅區(qū)發(fā)光納米粒子 NaYF4:Yb,Er/NaGdF4和近紅外區(qū)發(fā)光納米粒子NaYF4:Yb,Tm/NaGdF4，將其成功的運用于對生物分子凝血酶和焦磷酸酶（PPase）以及焦磷酸鹽（PPi）的檢測。具體的內(nèi)容如下：
　?。?）制備了核殼結(jié)構(gòu)的NaYF4:Yb,Er/NaGdF4上轉(zhuǎn)換紅區(qū)發(fā)光納米粒子，并修飾上氨基凝血酶適配子作為能量

3、供體；巰基適配子修飾的Au NRs作為能量受體，基于凝血酶與適配子的特異性結(jié)合，建立了FRET體系，實現(xiàn)了對凝血酶的檢測。在最佳實驗條件下，檢測凝血酶范圍為2-75nM，檢測限為1nM。
　?。?）通過水熱合成法及陽離子交換合成了由NaYF4納米粒子摻雜三價的稀土離子上轉(zhuǎn)換近紅區(qū)發(fā)光納米粒子NaYF4:Yb,Tm/NaGdF4，并利用聚丙烯酸進行修飾。納米粒子表面的羧基與 Cu2+配位，導致發(fā)光降低。由于焦磷酸根離子與 Cu2+具

4、有較強的結(jié)合能力，破壞了Cu2+與羧基配位，導致發(fā)光恢復?；诖烁偁幏磻⒘艘环N用于檢測PPi的上轉(zhuǎn)換發(fā)光傳感器。在最佳實驗條件下，檢測PPi的線性范圍0.05-100μM，檢測限為0.02μM。
　?。?）在以上的基礎(chǔ)上，基于PPase能催化PPi水解生成磷酸鹽，破壞了Cu2+與PPi的結(jié)合，導致Cu2+與羧基配位，從而使體系的發(fā)光再次猝滅。基于此，建立了一個具有靈敏度高的實時檢測焦磷酸酶活性的發(fā)光體系。在最佳實驗條件下，檢