基于近红外上转换荧光共振能量传递体系的均相免疫分析

在上转换纳米晶(UCNPs)为供体的荧光共振能量传递(FRET)生物均相检测体系中,弱的供体光强度使FRET信号难于检测,同时还有来自生物基质的自发荧光干扰。这使得UCNPs不产生背景荧光和散射光的优点不能够充分地体现。针对这个问题,作者利用在800nm处有强近红外光的NaYF4:Yb3+,Tm3+UCNPs作为供体,在784nm处有表面等离子共振吸收带的金纳米粒子(GNPs)作为受体构建了新型的FRET体系。UCNPs偶联抗体(goat antihumanIgG)及GNPs偶联抗原(humanIgG),在抗原抗体免疫亲和作用下两者距离靠近;UCNPs荧光光谱和GNPs吸收光谱有效交叠,使FRET发生。当体系中加入单纯humanIgG,竞争性地争夺与goatantihumanIgG结合位点,破坏FRET构建,供体近红外光增强。根据此对应关系,确定humanIgG检测限为5μg·mL-1。这种方法可适用于更广泛的荧光分析。     

水溶性NaYF_4∶Yb/Tm纳米粒子的制备及其上转换发光性质

利用溶剂热法合成了NaYF4:20%Yb,0.5%Tm上转换发光纳米粒子(UCNPs),用扫描电子显微镜、X射线衍射分析、发光光谱测量等手段对水溶性纳米颗粒进行了形貌和发光性质表征。结果表明,UCNPs是纯立方相的NaYF4,尺寸均匀分布在30nm左右。在980nm红外光的激发下,UCNPs能够发出肉眼可见的明亮的蓝紫色光。发射光谱中最强发射峰在479nm,来源于Tm3+离子的1G4→3H6发射,并且给出了UCNPs的上转换发光机制。利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为表面活性剂所制备的上转换发光纳米颗粒具有良好的水溶性,尺寸较小,在生物荧光标记领域具有潜在的应用价值。     

基于金/银纳米三明治结构SERS特性的超灵敏前列腺特异性抗原检测

基于金/银纳米三明治结构的表面增强拉曼散射(SERS)特性, 实现了前列腺特异性抗原(PSA)高灵敏度免疫检测, 检测结果具有特异性。采用化学还原法制备金、银纳米粒子, 用4-巯基苯甲酸(4-MBA)及前列腺特异性抗体(Anti-PSA)链接金、银纳米粒子制备免疫探针, 在硅片表面原位生长金、银纳米粒子并链接Anti-PSA制备得到免疫基底。将免疫探针、免疫基底以及PSA组成三明治结构, 进行基于SERS特性的免疫检测。实验结果表明, 纳米银免疫探针与纳米银免疫基底组成的三明治结构具有最佳的检测效果, PSA的检测灵敏度低至1.8fg/mL(3.490吆^-18mol/L), 可应用于前列腺癌症的早期检测与诊断。     

NaYF4:Er3+,Yb3+UCNPs为供体的均相荧光分析

在基于荧光共振能量传递(FRET)的均相分析中,小尺寸的上转换发光纳米晶(UCNPs)用作供体被认为有很大的优势。通过配体交换的方式制备了大小约12nm、表面带有氨基的水溶性NaYF4∶Er3+,Yb3+UCNPs。傅里叶变换红外光谱证明配体交换成功;扫描电镜表明UCNPs的形貌和尺寸没有改变;圆二色光谱表征亲合素偶联UCNPs前后二级结构变化较小。以亲合素化的NaYF4∶Er3+,Yb3+UCNPs为供体;受体为生物素标记的藻红蛋白。通过亲合素—生物素系统拉近供体和受体,引发共振能量传递。当体系中加入自由的生物素分子,它们竞争地与UCNPs表面的亲合素结合,抑制能量传递过程,从而荧光光谱发生变化。根据这种光谱变化与加入生物素量之间的关系,对其进行定量检测,获得了纳摩尔级的检测限。     

NaYF4:Yb3+,Er3+发光上转换纳米晶的表面修饰及其生物效应

不理想的发光上转换纳米晶(UCNPs)表面效应成为其生物标记的主要障碍。本文合成了表面带有氨基功能基团的水溶性NaYF4∶Yb3+,Er3+UCNPs,并通过共价偶联的方式将聚乙二醇(PEG)分子修饰到其表面。光谱测试表明纳米晶的发光性质基本没有变化,扫描电镜结果说明修饰的PEG分子在一定程度上减少了纳米晶的聚集。最后,细胞毒性实验证明这种修饰后的上转换纳米晶具有良好的生物相容性。     

上转换纳米晶标记适配子的新型光开关

适配子是对靶分子有高特异性和亲合力的单链寡核苷酸.由于其结构特性,常用于生物检测.目前的适配子光传感器多采用染料或量子点为标记物,存在背景高,不稳定等缺点.新型的荧光材料上转换纳米晶(UCNPs)因其特殊的发光性质颇受关注.与传统的下转换材料相比,它是近红外光激发,避免产生背景荧光和杂散光.利用聚乙酰亚胺为表面配体,水...     

环己烷/水界面自组装纳米银膜及性能研究

在环己烷/水界面以自组装的方式将单层密排的银纳米粒子膜转移到亲水性的硅片上,以罗丹明6G(R6G)为探针分子,通过与直接滴加银胶溶液和混合R6G后的银胶溶液得到的两种SERS基底对比,密排银纳米粒子膜展现了极高的灵敏度(R6G的检测极限为10-9 mol/L)和信号再现性。结合有限时域差分法(FDTD)对其增强原因进行了模拟分析,实验结果与理论模拟基本相符。     

阳离子激光染料吸附入聚合物/表面活性剂的薄膜

利用静电吸附技术将阳离子激光染料罗丹明6G(R6G)成功组装到预组装在石英衬底上聚电解质/表面活性剂的复合膜中. 聚丙烯胺盐酸盐(PAH)和十二烷基硫酸钠(SDS)分别作为阳离子和阴离子表面活性剂. 紫外可见吸收光谱表征揭示水溶液中仅形成H-型的R6G聚合物,而PAH/SDS/R6G薄膜同时存在H和J型两种R6G聚合物. R6G吸附动力学表明PAH/SDS/R6G复合薄膜两个聚集带的吸收强度比与用于制备PAH/SDS自组装薄膜的SDS溶液浓度无关. 原子力显微镜揭示R6G在PAH/SDS/R6G复合薄膜的     

硅包覆上转换纳米晶制备和表征及生物特异性标记研究

以NaYF₄为代表的上转换纳米晶作为细胞及组织标记的研究越来越热。但易团聚,水溶性、生物兼容性差,没有与生物偶联官能团等缺点限制了其应用,因而表面修饰显得尤为重要。作者通过水热和共沉淀相结合方法,制备了NaYF₄∶Yb3+, Er3+上转换纳米晶,并对其包覆二氧化硅壳层。SEM表征硅包覆前后分别为25和250 nm的单分散粒子,说明硅已成功地包覆于纳米晶表面。980 nm激光照射下,样品的PBS胶体溶液呈可视上转换绿光。上转换荧光光谱和寿命均表明二氧化硅壳层对其发光性质影响很小。圆二色谱说明蛋白分子通过戊二醛与纳米晶偶联前后的二级结构基本不变。基于硅片上的抗原抗体荧光免疫识别试验进一步验证了偶联蛋白分子的特异性,表明该上转换纳米晶适合于生物标记。     

基于81°倾斜光纤光栅的新城疫病毒免疫传感器

提出一种基于81°倾斜光纤光栅(81°-TFG)的新城疫病毒(NDV)免疫传感器。分析81°-TFG传感器的基本原理和传感特性。利用金黄色葡萄球菌蛋白A(SPA)修饰81°-TFG的表面,然后将自制的高纯度新城疫病毒单克隆抗体(MAbs)通过SPA分子固定于81°-TFG表面,从而制成对NDV抗原特异性检测的传感器。实验结果表明:该免疫传感器对NDV的探测极限在0.1~0.2ng/mL之间,检测饱和点约为1.0ng/mL;在0~1.0ng/mL范围内具有良好的线性度(R2约为0.982),灵敏度约为342pm/(ng·mL-1);且该传感器具有良好的可重用性和对NDV抗原的高度特异性,并能用于NDV的临床检测。相对于传统的免疫荧光技术、酶联免疫等生化检测方法,本文提出的方法具有免标记、操作简便、快速检测等优点。     

以新型银胶为衬底的超低浓度R6G的拉曼光谱检测

利用柠檬酸钠还原硝酸银的原理,提出了一种微波加热制备银胶体粒子的新方法,得到了颗粒大小较均匀的灰色银胶体。以提纯后的银胶为表面增强拉曼散射衬底,研究了超低浓度染料大分子罗丹明6G分子的表面增强拉曼散射,得到浓度分别为10-12mol/L、10-13mol/L和10-14mol/L的罗丹明6G的表面增强拉曼散射光谱,初步实现了罗丹明6G的单分子检测,证明该新型银胶衬底有非常强的表面增强拉曼活性。同时根据表面增强拉曼散射“热点”的增强机理,分析了获得超低浓度R6G的表面增强拉曼光谱的原因。     

基于上转换发光技术的生物传感器及其应用

为实现对特定生物分子的高灵敏度快速检测与分析。采用上转换发光材料作为标记物,研制成功一台基于上转换发光技术的新型光学免疫生物传感器。该传感器利用上转换发光材料在红外光激发下发射可见磷光的特性,通过对免疫层析试纸条上经生物反应而结合上去的上转换发光材料颗粒的含量进行检测,计算出被测样品中特定生物分子的浓度。实验结果表明,该传感器具有较好的生物特异性,对兔抗鼠疫免疫球蛋白(IgG)标准样品的检测灵敏度达到ng／ml量级,并在200～6000ng／ml浓度范围内具有良好的线性响应特性,相关系数R^2≥0．95;对鼠疫耶尔森氏菌抗体的敏感性明显高于间接血凝实验,且与免疫印迹检测实验结果具有较好的一致性。该传感器具有稳定、可靠、灵敏的工作性能,符合实际检测与分析的要求。     

高表面粗糙度银纳米线的分形研究和SERS效应

为了获得分布均匀、有序排列、可重复性高的表面增强拉曼散射基底(SERS),选取银离子导体RbAg_4I_5薄膜,结合真空热蒸镀工艺和固态离子学方法在外加电流作用下制备出高表面粗糙度的银纳米线。同时,选取罗丹明6G(R6G)溶液作为探针分子,研究高表面粗糙度银纳米线作为SERS基底时的表面增强拉曼特性。实验结果表明:制备得到的银纳米线在宏观上呈现为树枝状,在微观上呈现为有序排列,并且其纳米结构的分形维数为1.59;采用银纳米线作为SERS基底时,能够检测到R6G溶液的浓度低至10~(-17) mol/L。制备的高表面粗糙度和有序密集排列的银纳米线SERS基底在环境科学等领域具有潜在的应用前景。     

锥柱型光纤探针在表面增强拉曼散射方面的应用

基于生化分子检测技术高灵敏度、小型化的需求,近些年国内外相继提出一种用光纤表面增强拉曼散射(SERS)探针进行拉曼信号检测的方法,此检测方法不仅能实现远端检测和原位检测功能,而且具有很高的灵敏度.本文通过简单的管式腐蚀法制成一种锥柱组合型光纤探针,并通过静电引力将银纳米颗粒结合到硅烷化的二氧化硅光纤探针表面.用罗丹明6G(R6G)溶液的检测极限来表征该光纤探针的活性和灵敏度,通过优化银纳米颗粒的自组装时间为30 min,光纤探针直径为62μm,制备出高灵敏度的光纤SERS探针,远端检测R6G的检测极限可达到10~(-14)mol/L.因此,该光纤SERS探针在分子检测方面有巨大的应用前景.     

基于上转换适配体荧光纳米材料特异性检测磺胺二甲氧嘧啶的方法研究

上转换纳米粒子（UCNPs）因其具有强生物穿透性、大斯托克位移、良好的光稳定性和生物相容性等优点而被广泛应用于生物医药分析领域。通过聚丙烯酸（PAA）对油酸（OA）配体的上转换纳米粒子（OA-UCNPs）进行表面改性得到亲水性纳米粒子 PAA-UCNPs,再通过酰胺化反应将适配体（Apt）共价偶联到PAA-UCNPs表面得到Apt-UCNPs并将其作为能量供体,以黑洞猝灭剂（BHQ1）作为能量受体,构建了一种基于荧光共振能量转移特异性检测磺胺二甲氧嘧啶（SDM）的方法。通过红外光谱（FTIR）及扫描电镜（SEM）对OA-UCNPs、PAA以及PAA-UCNPs的结构和性能进行了表征。从红外光谱中可以看出,相比较于OA-UCNPs,PAA-UCNPs于1 722 cm-1处出现了新峰,可能为PAA的CO伸缩振动峰,且在3 400 cm-1附近存在的宽带可能归因于PAA中O—H伸缩振动;从扫描电镜实验结果可以看出,PAA修饰前分散在环己烷中的OA-UCNPs尺寸约为31 nm,而PAA修饰后分散在水溶液中的UCNPs直径约为49 nm。分析认为长链的PAA分子体积比油酸分子大,因此包覆在UCNPs表面会使其尺寸增加,以上结果均表明PAA可能已被修饰到UCNPs表面。通过紫外可见光谱对Apt-UCNPs、Apt及PAA-UCNPs的结构进行了表征。结果发现相对于PAA-UCNPs,Apt-UCNPs的紫外吸收光谱在260 nm处出现了较明显的Apt特征吸收峰,这表明适配体可能已被修饰到UCNPs表面。对Apt-UCNPs用于检测SDM的机理进行了初步探讨,结果发现Apt-UCNPs在540 nm的发射峰与BHQ1的吸收峰发生重叠,表明Apt-UCNPs上的能量可通过共振能量转移效应转移到BHQ1使得Apt-UCNPs的荧光被猝灭。对猝灭剂BHQ1的浓度进行了优化,结果表明当BHQ1浓度为15 μmol·L-1时,荧光猝灭效率为55%。在最佳实验条件下,相对荧光强度与SDM浓度（150～1 000 ng·mL-1）之间具有良好的线性关系,选取与SDM 结构相似的磺胺吡啶和磺胺醋酰作对照实验,发现尽管磺胺吡啶和磺胺醋酰的浓度达到了 500 ng·mL-1,但其检测体系中相较于加入SDM后的荧光强度恢复程度仍然较低,这说明该检测方法可对SDM有特异性识别作用。     

氧化石墨烯修饰腐蚀型长周期光纤光栅的禽流感病毒免疫传感器

提出了一种使用基于氧化石墨烯修饰包层腐蚀型长周期光纤光栅应用于检测禽流感病毒的免疫传感器.氧化石墨烯通过氢键结合在包层腐蚀型长周期光纤光栅表面上,并通过共价键将禽流感病毒单克隆抗体与氧化石墨烯表面的羧基相结合.利用氧化石墨烯上吸附的禽流感病毒单克隆抗体与禽流感病毒抗原的特异性结合引起的长周期光纤光栅谐振波长变化进行检测.结果表明,该氧化石墨烯修饰包层腐蚀型长周期光纤光栅免疫传感器对禽流感病毒的检测极限为40 ng/mL,传感器的解离常数为~1.6×10^-7 mol/L,检测范围为40 ng/mL^200μg/mL.通过对禽流感病毒空白尿囊液、禽流感病毒尿囊液和新城疫病毒尿囊液进行检测,表明免疫传感器具有良好的特异性和临床性.该免疫传感器具有应用于禽流感病毒的快速和早期诊断的可能.     

基于自组装技术的柔性SERS基底拉曼增强研究

利用自组装技术将单层银纳米粒子修饰到Whatman No. 1滤纸表面,成功制备了柔性表面增强拉曼散射(SERS)基底。实验结果表明：当银粒子尺寸为20 nm时,拉曼增强性能达到最佳。采用此参数制备的SERS基底对罗丹明6G(R6G)分子的检测极限为10^-10 mol/L,最大增强因子为5.66×10⁸,相对标准偏差(RSD)为10.9%。同时,该柔性基底能够准确地识别和区分多种目标分子,并具有良好的柔软性和可恢复性。此外,还结合基底的扫描电子显微镜(SEM)表征情况,利用时域有限差分(FDTD)仿真软件对样品的电磁场增强特性进行了数值分析,并对其与实验结果进行了对比。     

基于SERS标记免疫分析技术苹果中多菌灵的检测方法

多菌灵(Carbendazim,甲基-1H-2-苯并咪唑氨基甲酸酯)是一种内吸性广谱杀菌剂，广泛应用于苹果种植过程中的轮纹病和褐斑防治，若不合理使用会在苹果中残留危害消费者身体健康。采用表面增强拉曼光谱免疫分析技术(surface-enhance Raman spectroscopy combined immunoassay,SERSIA),以SERS高灵敏度和分子“指纹”图谱特性为基础，结合免疫特异选择性，实现苹果中多菌灵的微/痕量检测。制备核-分子-壳“三明治式”结构的Au@M@Ag纳米SERS材料和结合抗原的SERS免疫探针，在包被抗体的Fe₃O₄磁性纳米材料可分离功能下，实现多菌灵的特异性检测。采用透射电镜(transmission electron microscope, TEM)、紫外-可见光谱和拉曼光谱等方法对制备的材料进行表征并优化了实验参数。研究表明多菌灵浓度与标记分子4-巯基苯甲腈的2 227 cm^-1处特征峰强度值在0.5～300 nmol·L^-1范围内具有良好的线性关系，同时...     

声表面波免疫传感器的设计及应用

声表面波免疫传感器是一种新型生物免疫传感器，它利用声表面波振动的敏感性，同时结合了免疫反应的特异性，作为免疫检测的手段。可以对多种抗原或抗体进行快速的定量测定。具有高特异性，高灵敏度，响应快，小型简便等特点。本文利用声表面波延迟线振荡器作为传感器，检测溶液中人体免疫球蛋白IgG的含量。实验采用双通道系统进行频率变化的测定，并分别采用氨基硅烷膜，蛋白A两种方法将抗体固定到反应区域表面，根据实验结果，我们得到了频率变化和质量附着的定量关系。并与理论分析的结果相比较。     

基于Mn掺杂的ZnS量子点/CTAB纳米复合材料米托蒽醌的检测

以3-巯基丙酸为稳定剂,采用水相合成法合成Mn掺杂的ZnS量子点,该量子点在室温条件下能够发射较强的磷光信号。十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为一种阳离子表面活性剂能够与该量子点发生静电作用,最终与量子点聚合形成Mn掺杂的ZnS量子点/CTAB纳米复合材料,使量子点的室温磷光(RTP)强度明显增强。加入米托蒽醌(MXT)后,MXT能够与CTAB通过疏水作用和结构作用结合成为更加稳定的混合物,最终导致CTAB从量子点的表面脱离,进而使该量子点的室温磷光强度降低。结果表明该纳米复合材料能够大大提高量子点对MXT的检测性能,可由此建立高效、灵敏的检测MXT的室温磷光传感器。在最优条件下,该传感器对MXT的检出限为0.23nmol/L,线性范围为0~200nmol/L,相关系数R为0.99,且尿液和血清实际样品的检测回收率为98.6%~102.5%。该量子点磷光分析方法简便快速、灵敏度高、选择性好,能够用于体液中MXT含量的分析与检测。