基于上转换荧光纳米探针的免疫生物传感器构建及其应用研究

CIOMP OpenIR

	基于上转换荧光纳米探针的免疫生物传感器构建及其应用研究
	周进
学位类型	硕士
导师	孔祥贵 ; 张宏
	2018
学位授予单位	中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
学位授予地点	中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)
学位名称	硕士
关键词	上转换免疫检测生物传感器特异性
摘要	血液免疫检测是现代医学临床诊断的重要手段之一,对于维护人类生命健康具有重要的意义。在目前各种血液免疫检测方法中,荧光标记物为基础的光学免疫检测由于方法简单并且灵敏度高在疾病诊断及疗效监测中得到了广泛的应用。传统的荧光标记物多为紫外或可见光激发,组织穿透深度浅,生物光损伤大,且会产生荧光背景,降低信噪比。稀土掺杂的上转换纳米发光材料能吸收近红外光子并发射紫外或可见光光子,这种新型发光材料的发展为荧光探针的设计与制备提供了一个新的研究方向。由于采用近红外光激发,稀土掺杂的上转换纳米粒子具有组织穿透深度深、生物光损伤小等一系列独特的优点,同时其寿命长、毒性低、化学稳定性好,光谱峰位随掺杂稀土离子种类可调,是荧光免疫检测的理想探针材料。荧光免疫传感器将荧光标记技术的高灵敏度和免疫反应的高特异性结合起来,与传统荧光免疫分析技术相比,具有结构紧凑,成本低廉和操作简便等诸多优势。本论文中,我们以合成的高质量NaYF_4:Yb~(3+),Tm~(3+)上转换纳米粒子(UCNPs)为荧光探针,硅片为固相载体,构建了一种新型的固相免疫生物传感器,实现了对缓冲液中羊抗人Ig G的检测。在高质量Na YF_4:Yb~(3+),Tm~(3+)上转换荧光纳米探针的设计与制备、固相载体的修饰和生物传感器的应用方面开展了研究,主要成果概括如下:(1)以氯化物为原料通过溶剂热法合成了高质量的Na YF_4:Yb~(3+),Tm~(3+)UCNPs,纳米粒子直径约为23 nm,尺寸分布均匀,分散性好;结晶质量高,为纯六方相晶体;在980 nm激光激发下纳米粒子发出肉眼可见的明亮蓝紫光。在此基础上,我们通过改变NH4F的用量实现了纳米粒子尺寸和形貌的可控调节。(2)利用去配体法将纳米粒子从油相转移到水相,并通过聚丙烯酸(PAA)引入了羧基,使纳米粒子拥有了非常好的亲水性和生物相容性,为纳米粒子在生物应用中的进一步功能化修饰提供了可能。将人Ig G偶联到UCNPs表面,构建上转换荧光纳米探针;用蛋白G(protein G)作“桥”将兔抗羊Ig G修饰在硅片表面构建固相载体,protein G可以提高兔抗羊Ig G的分子活性并控制其活性端的取向,从而提高传感器的灵敏度。(3)利用构建的免疫生物传感器实现了对缓冲液中羊抗人Ig G的检测。随着溶液中羊抗人Ig G浓度的增加,固相载体表面的上转换发光逐渐增强,在5-400 n M的浓度范围内荧光强度与羊抗人Ig G浓度呈良好的线性关系,检测限达1.82 n M,并表现出良好的检测特异性和稳定性。本项工作有望用于血液中多种抗原抗体和DNA的检测,为临床各种重大疾病的快速免疫分析诊断提供了一种宽线性范围和高特异性的新型检测方法和平台。
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/61632
专题	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	周进. 基于上转换荧光纳米探针的免疫生物传感器构建及其应用研究[D]. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所). 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所),2018.

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基于上转换荧光纳米探针的免疫生物传感器构（3797KB）	学位论文		开放获取	CC BY-NC-SA	请求全文