银属Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2纳米晶的制备、荧光调控及其在荧光免疫分析法中的应用研究

来源 :大连医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:guangmingkoxiuluo
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目的:荧光免疫分析法是将荧光标记物引入到免疫分析过程中,利用抗原-抗体特异性反应时产生的荧光信号变化来对痕量物质进行定量检测一种分析方法,具有特异性强、响应速度快、可靠性强且易于多功能化等优势,在食品卫生、基础医学研究及临床医学诊断、环境检测等领域表现出了巨大的应用潜力。当前,在荧光免疫分析法中常用的有机染料分子,存在水溶性差、荧光强度低、光稳定性差、易发生光漂白等缺点,这极大的限制了该方法在实际应用中的可行性。因此开发发光性能优异且光化学稳定性高的新材料,应用于荧光免疫分析技术是该领域的研究热点。本论文选择荧光性能优异、光稳定性高、荧光波长调控多样性且毒性低的Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2族纳米晶为研究对象,开发其新材料的制备技术,并通过调控反应过程中的实验参数,优化材料的荧光性能。在此基础上,展开对粒子表面结构进行功能化修饰,提高材料的生物适用性;最后,通过夹心法,将所制备的Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ2纳米晶应用于荧光免疫分析,旨在通过结合纳米、化学、生物等相关学科的知识技术手段,进一步丰富能够提高免疫分析检测性能、优化免疫分析技术的新材料和新方法。方法:(1)AgGaSe2/ZnSe核壳纳米晶的制备采用胶体合成技术。将阳离子前驱物(Ag I,Ga(acac)3)和表面活性剂(油胺)混合置于三口瓶中;随后,在氮气保护及一定温度下,加入阴离子前驱物,在目标温度下反应一定时间后生成AgGaSe2核体纳米晶,在此基础上,通过外延生长在AgGaSe2表面引入ZnSe作为壳层材料,形成AgGaSe2/ZnSe核壳纳米晶。材料的荧光性能通过在核体材料中引入Zn2+并改变其引入比例、调节壳层材料的反应温度及核体时间等方式进行深入优化。所得材料的基本结构和光学特性分别用TEM、XRD、XPS、Uv-vis及PL等测试手段进行表征。(2)采用乙二胺辅助配体交换技术及长链烷烃巯基酸配体交换技术,分别将亲水性的巯基丙酸(Mercaptopropionic acid,MPA)及十一巯基十一烷酸(11-Mercaptoundecanoic acid,MUA)分子修饰到所制备AgGaSe2/ZnSe核壳纳米晶表面,使其相转移到适于生物适用的水相环境,并通过调节配体交换过程中各个反应参数,探究最佳效果的相转移条件。(3)在对交换配体后的具有最佳发光性能的AgGaSe2/ZnSe核壳纳米晶,进行了细胞毒性评价及Hela细胞荧光成像的基础上,将其作为荧光标记物,通过异相免疫法中的夹心法建立荧光免疫分析模型,对人前列腺特异性抗原(Prostate specific antigen,PSA)进行特异性定量检测。结果:(1)所制备的AgGaSe2/ZnSe核壳纳米晶具有立方相结构,近似椭圆形形貌。相比AgGaSe2,AgGaSe2/ZnSe粒子的平均尺寸由8.50±1.0 nm增加到9.50±1.0 nm,且在AgGaSe2核体纳米晶反应时间为2分钟、壳层前驱物注入温度为120℃下表现出了最佳荧光强度。通过在核体纳米晶中引入Zn2+或S2-,能够形成组分可控的Zn-AgGaSe2或Ag Ga(S1-xSex)2固溶体,使所制备纳米晶的发光波长能够覆盖整个可见光区域。(2)红外表征结果显示,两种配体交互法均能够使亲水巯基酸配体修饰到AgGaSe2/ZnSe核壳纳米晶表面,其羧基负离子赋予了粒子良好的水溶性。XRD及PL表征结果显示,粒子的结构组成及相应的荧光性能维持稳定,没有显著性变化。(3)细胞实验表明,浓度为120μg/m L的AgGaSe2/ZnSe核壳纳米晶在Hela活细胞中孵育12 h依旧维持90%以上的细胞存活率,且能够穿透细胞膜进入细胞质进行活细胞荧光成像。基于此类荧光标记物所构建的荧光免疫分析法表现出了荧光信号强度与待测PSA浓度正相关,并且在PSA浓度为1 ng/ml范围内线性增加,检测限可达0.001 ng/ml。结论:本论文采用胶体合成技术成功制备了结晶性高、尺寸形貌相对均一且荧光性能优异的AgGaSe2/ZnSe核壳纳米晶,并且其可控的荧光发射波长能够覆盖整个可见光区域。利用表面配体交换技术,成功将所制备纳米晶分散至水溶性环境中,并且表现出了较低的细胞毒性和活细胞荧光成像能力。较好的生物兼容性和适用性使其能够用于荧光免疫分析技术并表现出了不错的检测性能,为免疫分析法在生物标志物的高灵敏分析检测提供了新思路及新技术途径。
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