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基于元素标记策略的电感耦合等离子体质谱分析(ICPMS)在生物定量分析方面有着独特的优势。外源性的金属标签的引入,如汞(Hg),碘(I),硼(B),金(Au)等,特别是镧系元素及其同位素,为ICPMS的生物分析提供了更加广阔的应用前景。现在使用的镧系元素配合物标签对目标生物分子标记的化学计量比通常是1:1,有利于定量分析;如果使用金属纳米颗粒,如金纳米颗粒(AuNPs)、量子点(QDs),虽然可以使ICPMS的信号大大增强,但因其准确的化学计量关系难以确定,为生物分子的ICPMS绝对定量带来一定的困难。在这种情况下,我们利用天然的生物纳米颗粒-病毒衣壳蛋白,它尺寸规整,单分散性和生物相容性好,特别是具有确定数目的可修饰氨基酸残基,便于确定数目的元素标签的化学修饰,作为定量分析的元素信号报告单元,相比于元素的配合物分子,分析灵敏度大大地提高。我们通过对生物纳米颗粒进行生物靶向分子的修饰来保证基于生物纳米颗粒的元素报告单元的选择性,以此来构建一个基于生物纳米颗粒信号放大的ICPMS生物分析平台。本硕士论文包括以下四部分内容:第一章主要介绍了近年来在ICPMS生物定量分析领域中应用的元素标签和信号放大策略。另外,简要地总结了常见的天然生物纳米颗粒在化学和生命科学研究中的应用。第二章以MS2噬菌体作为生物纳米颗粒材料,并用于ICPMS生物分析的信号放大。制备纯化了 MS2噬菌体衣壳蛋白,并对MS2噬菌体衣壳蛋白进行叠氮功能化修饰。再通过无铜催化点击化学反应,进一步修饰上Eu元素标签。第三章以叶酸作为MS2的靶向基团,并通过荧光染料DBCO-Cy5的修饰,实现了对肿瘤细胞表而叶酸受体的荧光成像;进一步通过元素标签DBCO-DOTA-Eu的修饰,初步探索了对肿瘤细胞的ICPMS计数分析。第四章总结了我硕士学习期间所做的研究工作,并对其更多应用进行了展望。