【摘 要】
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荧光纳米材料顾名思义既具有优异的荧光性质又兼具纳米材料的优点,近年来深受研究者的青睐,并将其广泛应用于基础科学研究和多种生物应用。本论文旨在研究荧光纳米材料,充分利用两种典型的荧光纳米材料:荧光配位聚合物和金纳米团簇,分别探究其在生物传感方面的应用。首先,通过中心金属离子与聚集诱导发射(AIE)分子之间的配位作用,设计并构建了一种新型的以AIE分子为基础的配位聚合物纳米粒子,该纳米粒子的形成能抑制
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荧光纳米材料顾名思义既具有优异的荧光性质又兼具纳米材料的优点,近年来深受研究者的青睐,并将其广泛应用于基础科学研究和多种生物应用。本论文旨在研究荧光纳米材料,充分利用两种典型的荧光纳米材料:荧光配位聚合物和金纳米团簇,分别探究其在生物传感方面的应用。首先,通过中心金属离子与聚集诱导发射(AIE)分子之间的配位作用,设计并构建了一种新型的以AIE分子为基础的配位聚合物纳米粒子,该纳米粒子的形成能抑制AIE分子自组装成配位聚合物过程中的非辐射跃迁,激活辐射跃迁通道,荧光剧烈增强,得到兼具强荧光发射和纳米性质的球形纳米粒子,并将其应用于生物硫醇的传感。其次,我们还合成了一种具有双重发射的荧光金纳米团簇,用于构建具有参比信号的比率型荧光传感器。通过利用比率的策略来构建灵敏度高,选择性好,检出限低,抗干扰性强的新型荧光生物传感器应用于碱性磷酸酶(ALP)活性的检测。(1)荧光配位聚合物及其荧光传感性能的研究:提出了一种基于AIE分子功能化的配位聚合物纳米粒子的荧光传感方法,用于简单而灵敏地检测生物硫醇。在此传感系统中,AIE分子HDBB(4,4’-(肼-1,2-二取代双(亚甲基))双(3-羟基苯甲酸)在形成配位聚合物的过程中,由于分子内运动受限,激活了辐射跃迁通道,荧光剧烈增强,我们进一步实验发现生物硫醇对Zn-HDBB-CPNs的荧光具有很高的猝灭效率,这是由于Zn2+对生物硫醇的-SH基团的亲和力远大于对HDBB表面的-COOH基团的亲和力,生物硫醇的存在可以竞争性地结合Zn2+,使Zn-HDBB-CPNs的结构破坏,从而导致Zn-HDBB-CPNs的荧光猝灭。因此,我们提出了一种用于快速检测生物硫醇的荧光传感方法。本研究通过一步法合成的新型荧光纳米传感器对生物硫醇的检测提供了新途径。(2)金纳米团簇及其荧光传感性能的研究:提出了一种新颖简便的比率荧光检测碱性磷酸酶(ALP)活性的方法。它是基于牛血清白蛋白稳定的金纳米簇(BSA-AuNCs)和对硝基苯酚(PNP)之间的内滤效应(IFE)实现的。首先PNP可以由ALP催化底物对硝基苯基磷酸酯(PNPP)水解产生,由于PNP的吸收光谱和BSA-AuNCs的在410 nm处的荧光光谱有很好的重叠,PNP可以有效的猝灭BSA-AuNCs在410 nm处的发射峰,而650 nm处的峰几乎不受影响,因此,以BSA-AuNCs在650 nm处的荧光强度为参考,可以比率检测ALP。荧光强度比(F410/F650)表现出良好的线性,可以实现对ALP的高灵敏度检测。提出的IFE方法检测范围在 0.2 和 5.0 mU/mL 之间(R2=0.9931),检出限为 0.03 mU/mL(S/N=3)。提出的检测方法成功地应用于血清样品中ALP的检测和抑制剂的研究。这项工作为临床诊断中的ALP传感提供了新途径,而且扩大了金属纳米簇的潜在应用。
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