核壳型Ag@SiO<,2>纳米颗粒SERS标记物的合成及其在生物分析中的应用

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纳米技术与表面增强拉曼散射(SERS)相结合发展起来的基于纳米颗粒的SERS标记物综合了拉曼光谱和纳米颗粒的诸多优点,可应用于生物分析化学的各方面,具有很好的应用前景。本论文针对纳米颗粒SERS标记物的前沿问题,以Ag@SiO2纳米颗粒SERS探针为研究重点,提出新的合成方法,开展了核壳型Ag@SiO2纳米颗粒SERS标记物的合成与特性表征,具有多孔的二氧化钛膜的Fe3O4@Ag@TiO2纳米颗粒复合物SERS基质的合成以及核壳型Ag@SiO2纳米颗粒SERS标记物在DNA检测和免疫检测的应用等方面的研究工作。具体内容如下:1.核壳型Ag@SiO2纳米颗粒SERS标记物的合成在第二章中,我们采用油包水型反相微乳液技术合成了包埋异硫氰罗丹明染料的Ag@SiO2核壳纳米颗粒SERS标记物。采用这种方法合成时,纳米银的形成、染料在纳米银表面上的键合和二氧化硅壳层在纳米银与染料上面的形成都是在一个微反应器中进行的。因此,在合成过程中不需要把纳米金属进行亲玻璃性预处理。此外,我们所制备的Ag@SiO2纳米颗粒SERS标记物具有核壳纳米结构,这种核壳结构包括纳米银核、通过强化学键吸附在银核表面的染料分子和包覆在最外层的二氧化硅外壳。这种SERS标记物具有很强的表面增强拉曼散射信号,并且分散在不同溶剂中不会发生团聚,所包埋的染料分子不会游离出来且不受壳外分子的影响,表现出很好的稳定性。2.多孔Fe3O4@Ag@TiO2纳米颗粒复合物SERS基质的合成在第三章中,我们制备了一种既能与常见的拉曼活性物产生SERS信号,本身又具有磁性的新型SERS基质。这种SERS基质是由Fe3O4@Ag核壳纳米颗粒表面包覆一层多孔的纳米TiO2薄膜所形成的纳米复合物。这种基质有望成为一种SERS底物用于分离和浓缩待测物。3.核壳型Ag@SiO2纳米颗粒SERS标记物在生物分析中的应用我们合成的Ag@SiO2核/壳的纳米颗粒拉曼标记物具有很强的SERS信号和非常好的稳定性,并且该SERS标记物的二氧化硅外壳使其表现出良好的水溶性和生物相容性。因此,我们将Ag@SiO2核/壳的纳米颗粒拉曼标记物制成纳米颗粒SERS核酸探针和免疫探针用于生物样品的分析。(1)在第四章中,我们把包埋了异硫氰罗丹明B染料的Ag@SiO2核壳纳米颗粒SERS标记物制成核酸探针并结合作为固定基质和分离手段的包覆了二氧化硅壳的磁性纳米颗粒,对与HIV相关的DNA序列进行检测。这种方法具有高选择性和放大信号等优点。(2)在第五章中,我们把包埋了异硫氰罗丹明B染料的Ag@SiO2核壳纳米颗粒SERS标记物制成免疫探针,以包覆了二氧化硅壳的磁性纳米颗粒为固定基质和分离手段,采用夹心法检测了癌症标志物-人甲胎蛋白。采用这种方法,我们可以检测到AFP的最大浓度为0.12μg/ml,检测下限为11.5pg/ml。
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