双光子纳米生物探针的制备及应用研究

本项目拟采用水热法以及溶剂热法等一些简单、通用的合成方法，通过掺杂不同的稀土离子、调控基质材料的相变和粒径的大小，来制备系列具有粒径均一、发光性能优良的室温上转换发光纳米材料；采用还原法制备粒径可控的具有双光子散射性质的金、银纳米粒子。通过化学键合或原位聚合的方法或巯基双功能化合物或聚电解质对其表面进行功能化改性，使之具有良好生物相容性和水溶性，用作双光子（长波激发短波检测）纳米生物探针。利用近红外（808nm、860nm）、红外（980nm、1064nm）廉价高效的半导体激光器作为激发光源，自组装一套基于激光共聚焦技术的廉价灵敏的双光子检测装置作为平台，建立基于双光子探针的免疫分析模型和DNA杂交模型，实现对生物分子（抗原、抗体、DNA序列、肿瘤标记物等）以及小分子半抗原的高灵敏、高选择性检测，以期为免疫分析、疾病的早期诊断提供新材料、新技术、新方法。

本项目采用溶剂热法，通过调控试剂的用量以及反应时间等条件成功地合成了系列稀土掺杂上转换发光（包括蓝光，红光，近红外）NaYF4:Yb3+, Er3+ 和NaYF4:Yb3+, Tm3+ 双(多)光子纳米材料以及具有核壳结构的NaYF4:Yb3+, Er3+/ NaGdF4和NaYF4:Yb3+, Tm3+/ NaGdF4 复合纳米材料，并通过配体交换的方法，在其表面修饰了聚丙烯酸（PAA）。课题组采用980nm半导体激光器作为激发光源，构建了双（多）光子检测装置。课题组以所制备的功能化的双（多）光子纳米材料作为发光探针，结合发光能量转移，构建了基于免疫分析、核酸适配体特异性反应等模型。课题组建立了亚硝酸根离子、生物巯基化合物、雌激素、金属离子（Hg2+, Co2+, Pb2+和Cd2+等）、葡萄糖、凝血酶、肿瘤标志物（AFP）等物质的高灵敏、高选择性的测定方法，并应用于血清样品的检测。项目的研究成果为免疫分析、疾病的早期诊断提供了新材料、新技术、新方法。