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时间分辨上转换多通道检测纳米荧光探针的制备、应用

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引言

第1章 绪论

1.1 时间分辨荧光分析技术

1.1.1 时间分辨荧光标记物的发光机理及荧光性质

1.1.2 时间分辨测定原理

1.1.3 时间分辨荧光分析技术在荧光显微成像中的应用

1.2 稀土上转换

1.2.1 稀土上转换纳米材料的组成

1.2.2 稀土上转换纳米材料的发光机制

1.2.3 稀土上转换纳米材料的制备方法

1.2.4 稀土上转换纳米材料的表面修饰和官能化

1.2.5 稀土上转换发光材料的应用

1.3 本论文的设计思想及研究意义

第2章 时间分辨上转换多通道检测荧光探针的制备与表征

2.1 引言

2.2 实验试剂与仪器

2.2.1 实验试剂

2.2.2 仪器

2.3 时间分辨上转换多通道检测荧光探针的制备

2.3.1 上转换纳米粒子的合成

2.3.2 时间分辨上转换纳米粒子的制备

2.4 实验表征与结果讨论

2.4.1 上转换纳米粒子的表征

2.4.2时间分辨上转换纳米粒子的表征

2.5 本章小结

第3章 时间分辨上转换纳米荧光探针的制备及生物成像

3.1 引言

3.2 实验试剂与仪器

3.3.1 仪器

3.2.2 主要药品和试剂

3.3 时间分辨上转换纳米荧光探针的制备及生物成像

3.3.1 大型蚤中TGUC-NPs的时间分辨成像

3.3.2 TGUC-NPs表面转铁蛋白修饰、表征及细胞成像

3.3.3 TGUC-NPs表面叶酸修饰、表征及细胞成像

3.4 本章小结

第4章 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

参考文献

致谢

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摘要

光学成像由于具有非侵入性、实时性和高放大性的优点而成为生物医学研究的一项重要技术。目前已经证明了多种类型的发光材料可用于光学生物成像,例如:荧光蛋白[1]、有机染料[2,3]、金属络合物[4]、金纳米棒[5]、半导体量子点(QD)[6,7]等。用于生物成像理想的发光材料应具有较高的发光效率,较稳定的物理、化学性质,以及低毒性等性能。
  上转换是指吸收两个或多个低能量的光子后,将长波辐射转换为短波辐射,与传统的有机荧光染料和量子点相比,上转换纳米粒子(UCNPs)具有可调节的尖锐发射峰、荧光寿命长、化学稳定性好、细胞毒性低、具有大的反斯托克斯位移(Anti-Stoke’s shift)、组织穿透能力强、生物相容性良好、低背景荧光等独特的性能,使它们在活体成像、细胞标记、药物传递、数据储存、传感器、共振能量转移(FRET)、生物传感、光动力治疗等方面具有潜在的应用。
  时间分辨荧光分析是在荧光免疫分析技术基础上发展起来的一种特殊的荧光分析法,通常采用具有独特荧光特性的三价稀土离子(如Eu3+、Tb3+、Sm3+等)及其螯合物为标记物来标记抗原或抗体,是一种具有高灵敏度、长荧光寿命、低背景荧光干扰的荧光分析方法,在临床检测、核酸杂交分析及生物成像分析等方面得到了广泛的应用。
  本学位论文设计合成了一种808 nm激发的NaYF4:Yb3+, Nd3+, Er3+上转换纳米粒子和带有氯磺酰基活性基团的四齿β-二酮类配位体BHHBCB相结合的时间分辨上转换多通道荧光探针,文中将NaYF4:Yb3+, Nd3+,Er3+上转换纳米粒子和APTES-BHHBCB-Eu3+配合物与硅烷化试剂、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)共价键合后在反相微乳液体系中制备具有紫外激发和近红外激发性能的长荧光寿命的核壳纳米荧光探针,在充分表征该荧光探针荧光性质的基础上,将其分别与转铁蛋白(Transferrin,简称TF)和叶酸(Folic acid,简称FA)键合后用于人类宫颈癌(HeLa)细胞时间分辨和上转换显微成像测定,证明了其在基于癌细胞表面TF-转铁蛋白受体(Transferrin receptor,简称TFR)和FA-叶酸受体(Folate receptor,简称FR)亲和作用的时间分辨、上转换荧光识别成像测定中的应用价值,建立了荧光探针在时间分辨上转换生化分析中的应用方法。

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