纳米晶上转换发光和ZnO纳米复合物及其耦联蛋白质的研究

论文摘要

荧光免疫分析已成为生物学研究的一种重要技术,其在生物分子识别、免疫检测、细胞成像、DNA测序、临床诊断等领域得到了广泛的应用。由于荧光纳米晶比有机染料分子具有更优越的光学性质:光学性质稳定、没有光漂白现象、Stokes频移大、窄带发射、荧光寿命长,因此荧光纳米晶用于荧光生物探针将具有更高的特异性和更高的灵敏度。本论文基于上转换发光的纳米晶和荧光纳米复合物作为研究对象,研究了铒离子掺杂氧化钇和氧化锌纳米晶的上转换发光的光学性质;制备和表征了水溶性的ZnO-Au纳米复合物,实现了ZnO-Au纳米复合物和蛋白质的生物耦联。取得了如下实验结果:1.燃烧法制备了立方相的Y2O3: Er3+纳米晶。在488 nm光激发下观察到了上转换紫光和蓝光的发射;而在980 nm光激发下观察到上转换红光、绿光以及紫光的荧光发射;通过分析上转换紫光的荧光光谱和其荧光强度随激发功率变化的规律确认980和488 nm光辐照样品观察到的上转换紫光发射分别是三光子和双光子的吸收过程。2.溶胶-凝胶法制备了尺寸约5.0 nm的ZnO:Er3+纳米晶。经退火处理后,在980 nm的红外光激发下观察到样品的上转换绿光和红光发射。讨论了退火温度对样品上转换发光性质的影响,发现退火温度升高导致上转换荧光的增强及其荧光光谱呈现更多的精细结构,主要是由于退火温度升高减少了样品表面高振动能量的有机基团数量从而减低了其产生的多声子弛豫率以及铒离子周围的晶体场作用增强。利用铒离子的结构探针特性,分析了退火温度为500和700℃两个样品的上转换绿光光谱随激发密度变化的规律,发现铒离子在这两个样品中的能

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 纳米材料性质和制备
• 1.2 荧光免疫技术的应用和发展
• 1.3 稀土上转换发光在生物技术上的应用
• 1.4 胶体AU 生物标记的应用及AU 的纳米复合物
• 1.5 本论文的研究意义及工作内容
• 第二章 基本理论和表征方法及手段
• 2.1 基本理论
• 2.2 表征方法及手段
• 2O₃:ER³⁺纳米晶的上转换荧光性质'>第三章 Y₂O₃:ER³⁺纳米晶的上转换荧光性质
• 3.1 样品制备和结构特征
• 2O₃:ER³⁺纳米晶的光学性质'>3.2 Y₂O₃:ER³⁺纳米晶的光学性质
• 3.3 上转换发光机理及发光过程
• 3.4 980 NM 激发下的紫光上转换荧光发射
• 3.5 小结
• 3+纳米晶的光学性质'>第四章 ZNO:ER³⁺纳米晶的光学性质
• 3+纳米晶的制备及结构表征'>4.1 ZNO:ER³⁺纳米晶的制备及结构表征
• 4.2 样品的结构性质
• 3+纳米晶的光学性质'>4.3 ZNO:ER³⁺纳米晶的光学性质
• 4.4 小结
• 第五章 ZNO 纳米复合物光学性质及其与BSA 的生物耦联
• 5.1 引言
• 5.2 纳米复合物的光学性质
• 5.3 纳米复合物和BSA 的生物耦联
• 5.4 小结
• 第六章 结论及展望
• 攻读博士学位期间参与的主要研究工作以及论文发表目录
• 致谢