本文關(guān)鍵詞：熒光納米探針的制備及生物檢測應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 熒光納米探針 量子點(diǎn) 金團(tuán)簇 檢測 生物分子

【摘要】：生物體內(nèi)的一些生物分子,如氨基酸、蛋白質(zhì)、活性氧、陽離子、陰離子和中性分子等,在生物活動的調(diào)節(jié)過程中起著非常重要的作用。這些分子在生物體內(nèi)含量的異�？赡苁羌膊〉恼髡谆驎鹨恍┘膊�,甚至?xí)鸷芏鄧?yán)重的疾病如惡性腫瘤、神經(jīng)退行性疾病如帕金森氏癥和阿爾茨海默氏綜合征。目前,在生物分析中常采用酶或底物,化學(xué)或生物發(fā)光體系和熒光物質(zhì)等作為檢測試劑。早期應(yīng)用廣泛的放射性同位素,因其對人體和環(huán)境有損害現(xiàn)已不常用。酶免疫分析法雖然不具有放射性污染的問題,但是酶本身容易失去活性；化學(xué)和生物發(fā)光分析法的靈敏度雖然很高,但易受外部環(huán)境的影響,穩(wěn)定性也比較差,瞬間的化學(xué)反應(yīng)后,樣品的發(fā)光無法再現(xiàn),結(jié)果的重現(xiàn)性差。近年來,基于熒光納米材料的光學(xué)檢測發(fā)展迅速,在疾病診斷、檢測分析等研究領(lǐng)域取得了卓越的成就。與傳統(tǒng)的光學(xué)生物檢測體系相比,熒光納米生物檢測體系具有靈敏度高,檢測迅速,動態(tài)范圍寬及可實(shí)時監(jiān)測等優(yōu)勢而在實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng)用。熒光納米探針是熒光納米生物檢測體系的核心部分,與有機(jī)熒光探針相比,無機(jī)納米熒光探針具有熒光性能穩(wěn)定,不易發(fā)生光漂白,斯托克斯位移較大和熒光譜峰狹窄對稱等優(yōu)點(diǎn)。熒光納米探針在分子生物學(xué)、免疫生物學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域顯示出越來越誘人的應(yīng)用前景。在臨床醫(yī)學(xué)診斷中,由于大多數(shù)生物分子本身無熒光或熒光較弱,檢測靈敏度較差,利用強(qiáng)熒光探針對待測物進(jìn)行標(biāo)記,使檢出限大大降低。在醫(yī)學(xué)影像學(xué)中,熒光納米探針可進(jìn)行活體標(biāo)記監(jiān)測細(xì)胞或組織成像。在軍事醫(yī)學(xué)中,熒光納米探針能對生物毒素及時快速檢測是防御生物武器的有效措施。熒光納米探針已應(yīng)用于檢測多種細(xì)菌、病毒及其毒素,還可以用來測量乙酸、乳酸、乳糖、尿酸、尿素、抗生素、谷氨酸等各種氨基酸以及各種致癌和癌變物質(zhì)。熒光納米探針主要包括半導(dǎo)體量子點(diǎn),金屬團(tuán)簇,碳量子點(diǎn),硅量子點(diǎn),石墨烯等納米材料,目前已經(jīng)被廣泛用于熒光納米生物檢測體系的構(gòu)建。量子點(diǎn)是由少量原子構(gòu)成的一種納米材料,外觀像一個極小的點(diǎn)狀物,因此而得名。量子點(diǎn)的三個維度的尺寸都在十納米以下,因此是一種典型的零維納米材料。貴金屬納米團(tuán)簇是在一定的分子層保護(hù)下,由幾個到幾百個Au、Ag或Pt等貴金屬原子組成的相對穩(wěn)定的具熒光、水溶性的分子級聚集體。碳量子點(diǎn)是一種新型的熒光納米材料,不僅具有與半導(dǎo)體量子點(diǎn)相似的熒光性能,而且還具有毒性低及生物相容性良好的優(yōu)點(diǎn)。目的：1、制備出熒光強(qiáng),量子產(chǎn)率高的量子點(diǎn)和熒光金屬團(tuán)簇,并對其形貌,熒光性質(zhì),穩(wěn)定性等進(jìn)行研究。2、將量子點(diǎn)應(yīng)用于檢測有醫(yī)學(xué)診斷價值的生物分子,為臨床診斷提供依據(jù)。3、篩選兩種發(fā)射峰位相距合適,熒光顏色搭配合適的熒光探針,將其混合形成熒光比率探針,其中一種作為參照信號,另一種可作為響應(yīng)信號。4、把熒光比率探針應(yīng)用于檢測有醫(yī)學(xué)診斷價值的生物分子,更準(zhǔn)確的定量生物分子的濃度。5、通過一系列表征方法探究闡明熒光納米探針的檢測機(jī)理。方法：1、制備合成碲化鎘量子點(diǎn)(CdTeQDs)包裹二氧化硅(Si02)的雜化球。利用水熱法將CdTeQDs負(fù)載在Si02的表面,形成帶有熒光的CdTe@SiO2NPs.此雜化球保留了CdTe QDs的高量子產(chǎn)率,負(fù)載到Si02上之后形成尺寸較大的熒光納米粒子,增加了生物相容性且容易分離�？商岣逤dTe QDs在生物診斷中的應(yīng)用價值。2、合成BSA@AuNCs并初步構(gòu)建相應(yīng)檢測體系。制備出以牛血清白蛋白(BSA)為配體保護(hù)的金團(tuán)簇(AuNCs),制備方法簡便快速。BSA@AuNCs生物相容性好、熒光強(qiáng)度高,在生物檢測和生物標(biāo)記中具有較高應(yīng)用價值。我們將其初步用于構(gòu)建檢測過氧化氫(H2O2)的熒光檢測體系。3、合成CDs并初步構(gòu)建相應(yīng)檢測體系。合成穩(wěn)定性、生物相容性好、熒光強(qiáng)的碳量子點(diǎn)(CDs), CDs制備簡單、成本低且容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。因此,碳量子點(diǎn)在細(xì)胞標(biāo)記、細(xì)胞成像、醫(yī)療診斷、分析檢測等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。碳量子點(diǎn)作為一種綠色環(huán)保且具有優(yōu)異熒光性能的納米顆粒,是構(gòu)建熒光納米生物分子檢測體系的理想材料。我們將其初步用于構(gòu)建檢測多巴胺濃度的檢測體系。4、采用穩(wěn)定性和生物相容性好的BSA@AuNCs和CDs通過自組裝構(gòu)建了熒光納米比率探針,調(diào)整合適的配比和參數(shù),將熒光比率探針用于簡單,快速,便捷,靈敏的檢測生物分子�；贑Ds/BSA@AuNCs的表面化學(xué)狀態(tài)發(fā)生改變的機(jī)理實(shí)現(xiàn)對自由基等進(jìn)行檢測,其中CDs作為參照信號,BSA@AuNCs作為響應(yīng)信號,同時根據(jù)兩種熒光顏色的變化可以實(shí)現(xiàn)可視化分析。5、使用電子掃描電鏡,透射電鏡,傅里葉紅外吸收分析儀,X射線光電子能譜,紫外-可見分光光度計(jì),熒光分光光度計(jì)等多種表征手段研究探索熒光納米探針檢測的生物分子的機(jī)理。本論文首先制備了三種不同材料的熒光納米探針,再分別用這三種熒光納米材料為探針構(gòu)建了檢測生物分子的體系。主要工作與結(jié)論如下：1、創(chuàng)新性的使用水熱法制備了具有優(yōu)良熒光性能的熒光納米復(fù)合微球SiO2@CdTeNPs,制備方法簡便,效率高,尺寸可控；并對其光學(xué)特性和形貌及尺寸等進(jìn)行表征,形貌大小均一,熒光穩(wěn)定。利用SiO2@CdTeNPs的熒光強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)了對生物分子過氧化氫的檢測,并建立標(biāo)準(zhǔn)曲線,在0.005～0.1mM范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的兩段式線性關(guān)系,其檢測限經(jīng)優(yōu)化后可達(dá)到10nM。SiO2@CdTeNPs可以被離心分離重懸后再次用于檢測過氧化氫,可以重復(fù)利用的性能大大節(jié)約了檢測成本。2、BSA@AuNCs和CDs兩種材料無毒易得,兩者混合可以通過自組裝形成穩(wěn)定性較好的熒光比率探針來檢測醫(yī)學(xué)生物分子。并用多種表征手段表征其性質(zhì)。該比率探針具有降低干擾信號、材料易得無毒、提高準(zhǔn)確度和靈敏度等優(yōu)勢。其中,CDs作為參照信號,BSA@AuNCs作為響應(yīng)信號,實(shí)現(xiàn)了對過氧化氫和次氯酸根離子這兩種自由基的檢測,并得到良好的線性關(guān)系,基于對過氧化氫的檢測,構(gòu)建了一個可用于檢測能夠進(jìn)行酶反應(yīng)產(chǎn)生過氧化氫的葡萄糖的檢測體系,并建立標(biāo)準(zhǔn)曲線。此外,熒光比率試紙成功用于檢測過氧化氫的濃度,促進(jìn)了生物分子的肉眼可視化分析�？捎糜趯�(shí)際血清中檢測過氧化氫和葡萄糖的濃度,并得到良好的標(biāo)準(zhǔn)曲線。3、采用生物相容性好的CDs為熒光探針構(gòu)建了一種簡單,快速簡便,靈敏的熒光檢測多巴胺濃度的體系,并建立標(biāo)準(zhǔn)曲線,該CDs在堿性條件下對多巴胺具有很高的靈敏度,檢測限達(dá)到1nM。研究發(fā)現(xiàn)該CDs是對醌結(jié)構(gòu)比較敏感,并用多種表征手段分析了其敏感機(jī)理,醌結(jié)構(gòu)會對碳量子點(diǎn)表面的羧基和氨基發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致CDs不同程度的淬滅。基于這個反應(yīng)機(jī)理,實(shí)現(xiàn)了CDs對臨床常用抗癌醌類藥物鹽酸米托蒽醌和阿霉素的檢測,并建立了鹽酸米托蒽醌和阿霉素的標(biāo)準(zhǔn)曲線。此外,證明CDs檢測有較的抗干擾,可用于實(shí)際血清樣品的檢測。
【關(guān)鍵詞】：熒光納米探針 量子點(diǎn) 金團(tuán)簇 檢測 生物分子
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R446;TB383.1
【目錄】：

• 摘要3-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 前言12-33
• 1.1 引言12-13
• 1.2 半導(dǎo)體量子點(diǎn)13-20
• 1.3 金屬團(tuán)簇概述及生物應(yīng)用舉例20-25
• 1.4 碳量子點(diǎn)的概述及生物應(yīng)用舉例25-29
• 1.5 研究意義29-30
• 1.6 研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)30-33
• 第二章 水溶性CdTe量子點(diǎn)負(fù)載二氧化硅雜化球的制備與應(yīng)用33-50
• 2.1 前言33-35
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分35-36
• 2.3 結(jié)果與討論36-48
• 2.4 本章小結(jié)48-50
• 第三章 比率探針的構(gòu)建與生物檢測應(yīng)用50-66
• 3.1 前言50-52
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分52-54
• 3.3 結(jié)果與討論54-64
• 3.4 本章小結(jié)64-66
• 第四章 碳量子點(diǎn)對多巴胺及醌類藥物的快速檢測66-83
• 4.1 前言66-67
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分67-69
• 4.3 結(jié)果與討論69-81
• 4.4 本章小結(jié)81-83
• 第五章 結(jié)論與展望83-85
• 5.1 結(jié)論83-84
• 5.2 展望84-85
• 參考文獻(xiàn)85-101
• 成果101-102
• 致謝102-105

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 丁文娣;徐松林;張仁斌;;鄰苯二甲醛熒光檢測蛋白質(zhì)的研究[J];分析化學(xué);1987年01期

2 丁瑩;郭祥峰;張宇;賈麗華;;表面活性劑增溶比率熒光Zn~(2+)檢測方法研究[J];分析測試學(xué)報(bào);2012年07期

3 曹淵;袁慶華;夏之寧;;簡易多維固體熒光試樣架[J];實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù);2009年03期

4 戴德哉;張卉;王玉祖;路易絲·魯米古努;;溫度對熒光檢測5-羥色胺及5-羥吲哚乙酸的影響[J];南京藥學(xué)院學(xué)報(bào);1983年02期

5 勞文劍,游靜,尤進(jìn)茂,王國俊,歐慶瑜;高效液相色譜熒光衍生法檢測醇和酸的進(jìn)展[J];分析測試技術(shù)與儀器;2001年01期

6 劉俊;;新型熒光衍生化試劑用于脂肪酸的分析[J];化學(xué)傳感器;2013年02期

7 張海峰;王影影;尤進(jìn)茂;;熒光衍生中性糖的高效液相色譜分析[J];化學(xué)研究;2007年04期

8 勞文劍;宋翠華;尤進(jìn)茂;歐慶瑜;;以1,4-二甲基咔唑-9-丙酸為熒光衍生化試劑高效液相色譜法測定醇[J];化學(xué)研究;2013年01期

9 王衛(wèi)東;柱后衍生熒光檢測高效液相色譜法測定板栗中的氨基酸[J];經(jīng)濟(jì)林研究;1991年02期

10 陳良格,林華水,胡維玲,郭祥群,林竹光,田昭武;用于熒光檢測的現(xiàn)場聚焦電泳濃縮裝置[J];分析儀器;2005年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 彭年才;苗保剛;李政;孫堯;;高靈敏熒光檢測在生物檢測儀器中的應(yīng)用[A];2013年（第五屆）西部光子學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2013年

2 田丹;王官耀;常澤;阮文娟;李悅;卜顯和;;金屬有機(jī)框架熒光檢測材料研究[A];中國化學(xué)會第29屆學(xué)術(shù)年會摘要集——第13分會：晶體工程[C];2014年

3 易濱;劉軍;王芳;涂顯春;趙曉曉;趙江麗;;ATP生物熒光檢測技術(shù)與菌落數(shù)和血液的相關(guān)性研究[A];中國醫(yī)院協(xié)會第十八屆全國醫(yī)院感染管理學(xué)術(shù)年會論文資料匯編[C];2011年

4 趙麗敏;黃勇;劉金文;李梅;褚志丹;金雪;趙書林;;基于核酸適體-分子信標(biāo)均相生物傳感熒光檢測腺苷[A];中國化學(xué)會第十七屆全國有機(jī)分析與生物分析學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2013年

5 王開宇;蘭小鵬;;以Picogreen為信號分子的非標(biāo)記型適配子熒光檢測新方法的建立[A];中華醫(yī)學(xué)會第七次全國中青年檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會議論文匯編[C];2012年

6 韓從會;黃克靖;;固相微萃取高效液相色譜分離熒光檢測尿樣中巰基化合物[A];河南省化學(xué)會2010年學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2010年

7 謝華飛;曾鈁;余昌敏;吳水珠;;基于亞硫酸根離子誘導(dǎo)聚賴氨酸基探針電荷產(chǎn)生并絡(luò)合的熒光檢測研究[A];2013年全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會論文摘要集——主題G：光電功能高分子[C];2013年

8 李才;閆衛(wèi)平;呂宏峰;;基于ARM的毛細(xì)管電泳芯片熒光檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];第九屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集Ⅰ[C];2011年

9 任福榮;朱本占;;鹵代苯醌/過氧化氫反應(yīng)體系的羥基自由基的熒光檢測,反應(yīng)動力學(xué)及作用機(jī)理研究[A];第五屆全國環(huán)境化學(xué)大會摘要集[C];2009年

10 杜小蘭;王紅;張華山;;熒光素-O-乙酰哌嗪新試劑柱前衍生高效液相色譜分離熒光檢測七種游離脂肪酸[A];第四屆海峽兩岸分析化學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 毛賀;定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)熒光檢測技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2015年

2 李鵬;新型Fe~(3+)薄膜熒光傳感材料的設(shè)計(jì)、合成與性能研究[D];吉林大學(xué);2015年

3 盧思宇;基于氨基酸分子制備聚合物碳點(diǎn)的熒光機(jī)理和應(yīng)用研究[D];吉林大學(xué);2016年

4 鮑成滿;高壓在線熒光檢測研究[D];浙江大學(xué);2011年

5 張琳;時間分辨熒光生化分析用新型銪配合物熒光標(biāo)記物[D];大連理工大學(xué);2013年

6 朱文平;基于氧化石墨烯的熒光生物傳感新方法研究[D];湖南大學(xué);2013年

7 肖義;新熒光發(fā)色體系—含腈萘雜環(huán)：分子設(shè)計(jì)、合成、應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2002年

8 劉慧;熒光碳點(diǎn)的制備及其在藥物分析中的應(yīng)用[D];西南大學(xué);2013年

9 李宏林;基于羅丹明螺環(huán)隱色體的熒光增強(qiáng)型分子探針的研究[D];大連理工大學(xué);2010年

10 黃靖;定量聚合酶鏈反應(yīng)熱循環(huán)系統(tǒng)及熒光檢測技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 谷鵬陽;應(yīng)用于自動化核酸分析檢測工作站的熒光檢測系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D];東南大學(xué);2015年

2 汪旭東;小分子熒光納米探針的制備和性質(zhì)研究[D];蘭州大學(xué);2016年

3 孫秀霞;膠原多肽的核磁和熒光研究[D];蘭州大學(xué);2016年

4 米雪;線掃描型共聚焦生物芯片熒光檢測關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京理工大學(xué);2016年

5 楊清秀;熒光碳點(diǎn)的制備及其應(yīng)用[D];湖南師范大學(xué);2016年

6 王桃;智能便攜式C-反應(yīng)蛋白熒光檢測系統(tǒng)[D];湖南師范大學(xué);2016年

7 葛潔潔;熒光納米探針的制備及生物檢測應(yīng)用[D];南方醫(yī)科大學(xué);2016年

8 何孌;便攜式熒光檢測裝置研究[D];華中科技大學(xué);2013年

9 張泱;芳環(huán)并咪唑基苯硼酸類熒光糖探針的合成與性質(zhì)[D];天津理工大學(xué);2013年

10 楊曉慧;膜富集—固相表面熒光檢測系統(tǒng)的構(gòu)建和應(yīng)用[D];華東理工大學(xué);2014年

，

本文編號：943915