基于稀土掺杂的光学生物标记纳米材料的制备及其在荧光共振能量转移体系中的应用研究

本项目拟采用均匀沉淀法等一些简单、快速、通用的合成方法，在水相中直接合成具有粒径均一、不易光解、性能稳定、发光性能优良、水溶性良好的稀土掺杂纳米发光材料,如铕Eu3+、铽Te3+、铈Ce3+、钐Sm3+、镝Dy3+等稀土离子掺杂的ZnS、CdS、CdSe等半导体纳米发光材料，同时，通过调节掺杂所用稀土离子的种类和用量，制备出可发射多种颜色可见光的光学编码材料。通过化学键合或原位聚合的方法对其表面进行改性，使其表面具有大量的官能团（-COOH、-CHO、-NH2、-OH等等），用作生物标记材料。利用该材料，构建荧光共振能量转移体系，建立免疫分析模型和DNA杂交模型，获取有关生物大分子的信息，并探讨作用的机理，从理论上给予解释；实现对生物分子（抗原、抗体、DNA序列）以及小分子半抗原的高灵敏、高选择性检测，为生物分子（抗原、抗体、DNA序列）以及小分子半抗原的检测提供新材料、新技术、新方法。

本项目利用均匀沉淀法、水热法、水热溶剂热法等方法制备了Eu（III）掺杂CdS纳米粒子、Tb（III）掺杂CdS纳米粒子、CePO4:Tb3+纳米粒子、SHMP/Eu、SHMP /Tb、CdTe、可见光发光NaYF4:Yb3+, Er3+ 、近红外发光NaYF4:Yb3+, Tm3+等系列稀土掺杂发光纳米材料。利用紫外吸收光谱、发光光谱、TEM、SEM、XRD、Zeta电位分析等手段进行了表征。采用化学键合（巯基化合物修饰）以及配体交换的方法（修饰一层聚丙烯酸）对所制备的纳米材料进行了功能化修饰。结合荧光共振能量转移（FRET）、内滤效应（IFE）、荧光能量转移（FET）、化学发光能量转移（CLET）等原理, 建了6种荧光能量转移模型，实现了二价汞离子、二价钴离子、生物巯基化合物（半胱氨酸、同型半胱氨酸、谷胱甘肽）、甲醛、Cr(III) 、亚硝酸根、抗坏血酸、雌激素（雌酮、雌二醇、雌三醇）、凝血酶等物质的定量检测。相关部分研究工作已在Analyst、Analytica Chimica Acta、Talanta、Spectrochimica Acta Part A、Journal of Luminescence、Luminescence、Chinese Chemical Letters等杂志上发表研究论文12篇。