纳米粒子的制备及其在波长检测型表面等离子体子共振传感器中的应用研究

论文摘要

半导体纳米粒子具有宽的激发光谱、窄的发射光谱、可准确调谐的发射波长、较高的荧光漂白阈值以及良好的化学稳定性等独特的光学和电子学性质,适用于荧光标记,可以成为一类理想的生物荧光探针。本论文介绍了一种在微波辅助条件下,采用摩尔比为2.5: 1的L-半胱氨酸盐酸盐和谷胱甘肽作稳定剂,合成了量子产率为65%的CdTe纳米粒子的新方法;提出了以微乳液为溶胀体系来实现不同大小的CdTe纳米粒子同时导入来制备荧光编码的聚苯乙烯微球的方法,不仅实现了纳米粒子标记数量的基本可控而且基本上避免了CdTe纳米粒子的泄漏;在反相微乳液中通过正硅酸乙酯的水解来实现把多个纳米粒子包覆在同一二氧化硅微球中,得到了具有高效发光的SiO2纳米微球,简化了反应步骤、降低了成本,并用此方法合成了Fe3O4@SiO2核壳式磁性微球;用分散聚合工艺合成了粒径分布均匀、表面光滑且具有超顺磁性的聚苯乙烯磁性微球,克服了微球内部磁性物质分布不均匀及微球形貌不规则等缺陷,在微球表面修饰了羧基,利于与生物分子的连接。表面等离子体子共振（SPR）传感器具有实时监测反应动态过程、生物样品无需标记、灵敏度高、无背景干扰等特点,已在生命科学、环境科学等许多研究领域得到了广泛的应用。本论文简要介绍了自制的多波长同时检测型SPR传感器的光源、导光系统、传感元件、流通池、分光检测系统和数据处理系统。将半导体和磁性系列纳米微球与靶向DNA相连,实时监测了DNA探针的固定过程及DNA杂交反应的进行,并研究了荧光和磁性纳米微球对靶向DNA溶液浓度的影响。本研究对提高SPR传感器灵敏度有着重大的意义,揭示了纳米技术在生物传感器应用中新的发展方向。

论文目录

• 内容提要
• 第一篇 半导体纳米粒子及磁性微球的制备与应用
• 第一章 绪论
• 1.1 纳米材料的主要特性
• 1.2 半导体纳米粒子的制备、表征及应用
• 1.3 磁性微球的研究进展
• 1.4 本研究的工作重点
• 1.5 参考文献
• 第二章 CdTe系列微球的制备及研究
• 2.1 CdTe纳米粒子合成的新方法
• 2.2 CdTe纳米粒子荧光编码微球的制备
• 2核壳式纳米微球的研究'>2.3 CdTe@ SiO₂核壳式纳米微球的研究
• 2.4 参考文献
• 第三章 磁性系列微球的制备
• 3.1 聚苯乙烯磁性微球的制备与表征
• 30₄@ SiO₂核壳式纳米微球的制备'>3.2 Fe₃0₄@ SiO₂核壳式纳米微球的制备
• 3.3 参考文献
• 第二篇 表面等离子体子共振传感器的研究及应用
• 第一章 绪论
• 1.1 表面等离子体子共振的基本理论
• 1.2 波长检测型表面等离子体子共振传感器
• 1.3 SPR传感器在生命科学领域的应用
• 1.4 SPR传感器方法研究的进展
• 1.5 SPR传感器的优势及局限性
• 1.6 本研究的工作重点
• 1.7 参考文献
• 第二章 SPR实验装置
• 2.1 光源
• 2.2 SPR传感元件
• 2.3 样品引入系统
• 2.4 导光系统
• 2.5 检测和数据处理系统
• 2.6 敏感膜的组装方式
• 2.7 参考文献
• 2核壳式纳米微球用于表面等离子体子共振传感器的研究'>第三章 CdTe@SiO₂核壳式纳米微球用于表面等离子体子共振传感器的研究
• 3.1 实验部分
• 3.2 结果与讨论
• 3.3 参考文献
• 第四章 磁性微球用于SPR传感器的研究
• 4.1 SPR传感器用于研究不同材质包裹的磁性纳米粒子性质
• 4.2 磁性微球用于提高SPR传感器灵敏度的研究
• 4.3 参考文献
• 作者简介
• 致谢
• 中文摘要
• Abstract