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二氧化硅包覆的四氧化三铁磁性纳米粒子(Fe3O4@SiO2 MNPs)具有优异的超顺磁性和化学惰性。通过硅烷化反应对Fe3O4@SiO2 MNPs表面进行氨基化修饰后,可进一步利用所修饰氨基的反应活性,将各种化学及生物分子或材料固定于Fe3O4@SiO2 MNPs表面;经过生化反应后,即可利用外部磁体产生的磁场方便、快速地从反应体系中分离出固定于Fe3O4@SiO2 MNPs表面的各种物质。因此,基于Fe3O4@SiO2 MNPs的生物分离方法在生物分析领域得到了广泛应用。在本论文工作中,我们建立了2种基于Fe3O4@SiO2 MNPs的生物蛋白分离方法,并基于其构建了2种竞争免疫荧光探针,实现了对复杂基质样品中目标蛋白的准确测定。具体工作包括:(1)采用化学共沉淀法合成了具有核-壳结构的Fe3O4@SiO2 MNPs,对其进行表面氨基官能化后,将抗体固定于其表面以制备Fe3O4@SiO2-antibody磁性复合物探针;将该探针应用于对样品中的目标抗原和荧光素异硫氰酸酯(FITC)标记抗原的竞争性免疫识别;识别反应完成后,采用外部磁体从反应体系中分离出与探针结合的目标抗原和FITC修饰抗原,通过测量反应体系中剩余的游离FITC标记抗原的荧光发射强度,基于竞争免疫原理计算样品中目标抗原的含量。该方法对猪免疫球蛋白G的线性响应浓度范围为0.7523.50μg L-1,检出限(LOD)为0.031μg L-1。(2)基于柠檬酸与氨水的碳化反应制备了氮掺杂的石墨烯量子点(N-GQDs),采用其对工作(1)中制备的Fe3O4@SiO2-antibody复合物进行修饰以制备磁性复合物探针;将该探针应用于对样品中的目标抗原和FITC标记抗原的竞争性免疫反应;反应完成后,采用外部磁体从反应体系中分离出探针及与其结合的目标抗原和FITC修饰抗原,对分离出的复合物进行重新分散后,利用N-GQDs与FITC间的荧光共振能量转移(FRET)效应,基于所得FITC(528 nm)与N-GQDs(427 nm)的峰值发射荧光强度比率(I528/I427)和竞争免疫原理计算样品中目标抗原的含量。该方法对人免疫球蛋白IgG的线性响应浓度范围为0.00545μg L-1,检出限(LOD)为0.0013μg L-1。所开发的2种磁性生物分离-竞争免疫荧光检测方法在特异性检测复杂基质样品中的痕量目标蛋白组分方面均具有较好的通用性;方法(2)中采用了基于FRET的比率荧光定量方式,故其响应灵敏度与方法(1)相比得到了显著提升,具有很高的实际应用价值。