上转换荧光纳米探针的制备及其在染料检测上的应用
稀土上转换发光纳米材料的制备及其在生物医学成像中的应用
稀土上转换发光纳米材料的制备及其在生物医学成像中的应用一、本文概述随着科技的快速发展，稀土上转换发光纳米材料（Upconversion Luminescent Nanomaterials, UCNMs）因其在生物医学成像领域的独特优势，日益受到研究者们的关注。
本文旨在深入探讨稀土上转换发光纳米材料的制备方法，并系统阐述其在生物医学成像中的应用。
我们将从材料合成的角度出发，详细介绍不同制备方法的优缺点，以及如何通过优化制备过程来提高纳米材料的性能。
我们还将重点分析稀土上转换发光纳米材料在生物医学成像中的实际应用，包括其在细胞标记、活体成像以及疾病诊断等方面的最新研究进展。
通过本文的阐述，我们期望能够为读者提供一个全面、深入的视角，以理解稀土上转换发光纳米材料在生物医学成像领域的发展现状和未来趋势。
二、稀土上转换发光纳米材料的制备稀土上转换发光纳米材料，作为一种独特的纳米发光材料，其独特的发光性质使其在生物医学成像领域具有广阔的应用前景。
制备这种纳米材料的关键在于精确控制其组成、形貌和尺寸，以实现高效的上转换发光性能。
一般来说，稀土上转换发光纳米材料的制备主要包括以下几个步骤：选择合适的稀土离子作为发光中心，如Er³⁺、Tm³⁺、Ho³⁺等，这些离子具有丰富的能级结构和独特的发光特性。
选择合适的基质材料，如NaYF₄、NaLuF₄等，这些基质材料具有良好的化学稳定性和较高的声子能量，有利于实现高效的上转换发光。
在制备过程中，通常采用溶液法、热分解法、溶胶-凝胶法等化学方法来合成稀土上转换发光纳米材料。
其中，热分解法是一种常用的制备方法，它通过高温热解稀土离子的有机盐，得到高质量的纳米晶体。
为了进一步提高上转换发光性能，研究者还常常采用表面修饰、核壳结构等方法对纳米材料进行改性。
在制备过程中，还需要注意控制实验条件，如反应温度、反应时间、溶剂种类等，以实现对纳米材料形貌、尺寸和发光性能的有效调控。
纳米荧光探针的制备与应用方法详解
纳米荧光探针的制备与应用方法详解纳米荧光探针是一种利用纳米材料与荧光技术相结合的新型材料，具有高灵敏度、高选择性和高稳定性的特点，广泛应用于生物医学研究、环境监测、食品安全等领域。
本文将详细介绍纳米荧光探针的制备方法和应用方法。
一、纳米荧光探针的制备方法1. 化学合成法：化学合成法是制备纳米荧光探针最常用的方法之一。
它通常通过在纳米粒子的表面修饰上特定的荧光标记分子，例如荧光染料、量子点等，使纳米粒子获得特定的发光性能。
合成过程包括原料选择、反应条件优化、表面修饰和纳米材料的后处理等步骤。
2. 生物合成法：生物合成法是利用生物体（微生物、真菌等）的代谢活性合成纳米荧光探针。
通过选择合适的生物体和培养条件，调控生物体的生长过程，使其合成出具有荧光性能的纳米材料。
生物合成法具有绿色环保、低成本和易于控制等优点，因此在纳米荧光探针制备中得到了广泛应用。
3. 载体修饰法：载体修饰法是将已经合成的纳米材料与荧光标记分子进行配对，并在纳米材料表面进行修饰，以实现纳米荧光探针的制备。
这种方法能够充分利用已有的纳米材料，在保持纳米材料原有性能的同时，实现对荧光标记分子的控制，具有较高的灵活性和可操作性。
二、纳米荧光探针的应用方法1. 生物传感器：纳米荧光探针可以作为生物传感器用于检测和分析生物样品中的目标分子。
通过将纳米荧光探针与目标分子结合，利用探针的荧光性能变化来实现对目标分子的定量分析。
生物传感器广泛应用于医学诊断、环境监测和食品安全等领域，并展示出高灵敏度和高选择性的优势。
2. 细胞成像：纳米荧光探针具有较小的体积和较好的生物相容性，可以进入细胞内部并与目标分子结合，用于细胞成像。
通过控制纳米荧光探针的发光性能，可以实现对细胞生物学过程的实时监测和研究。
细胞成像技术在癌症治疗、药物研发和基因治疗等方面具有重要的应用价值。
3. 环境监测：纳米荧光探针可以用于环境监测领域，用于检测水体、土壤和大气等环境中的污染物。
上转换发光纳米材料的制备及其在传感器中的应用
上转换发光纳米材料的制备及其在传感器中的应用上转换发光纳米材料由于其发光效率高、发光寿命长、发射峰窄、Stokes 位移大、化学稳定好、细胞毒性小、背景干扰小和几乎不存在光漂白等优点,被广泛用于离子和分子检测、生物标记、细胞成像及活体检测中。
与普通的下转换纳米材料相比,该上转换纳米材料是用低能量的近红外光激发,发射高能量的可见光,因此,对生物组织伤害小,而且穿透能力强,是理想的荧光材料。
本文以检测亚硝酸根为目的,建立了一种基于上转换发光的比率荧光法,提高了检测的准确度和灵敏度,并且在实际样品检测中得到了很好的应用。
第一章主要概述了上转换纳米粒子的发光机理、制备方法、表面功能化以及其在传感器方面的诸多应用。
第二章,我们通过高温法制备了NaYF4:Yb,Er上转换纳米粒子(UCNPs),由于表面有油酸覆盖,该纳米粒子只溶于环己烷,氯仿和甲苯等有机溶剂中。
因此,我们又采用配体交换法,用聚丙烯酸(PAA)替代表面的油酸,将其转化为水溶性。
同时我们通过改变掺杂离子,制备了发蓝光的NaYF4:Yb,Tm和发绿光的NaYF4:Yb，Ho。
最后通过透射电子显微镜、选区电子衍射、X射线粉末衍射仪、红外光谱仪以及荧光光谱仪对所合成的NaYF4:Yb,Er纳米颗粒进行表征,实验结果表明,所合成的上转换纳米粒子在水溶液中具有很好的分散性,发光效率高而且发光稳定好。
第三章,我们用所合成的NaYF4纳米颗粒作为探针,借助染料中性红和亚硝酸根之间的特异性反应,选择性打开NaYF4:Yb,Er位于539nm处的发射峰,而位于654nm处的发射峰保持不变,由此构建了一种比率荧光法快速准确地实现了亚硝酸根的定量分析。
结果表明I539/I654与亚硝酸根浓度在一定范围内呈线性关系,其最低检测线可以达到0.2ppm,并且实现了过程中从红色到橘黄色最后到绿色的多色调控。
另外,在自来水、湖水及肉制品等实际样品中亚硝酸盐的检测上也得到了令人满意的结果。
金纳米团簇荧光探针的合成与生物检测应用
金纳米团簇荧光探针的合成与生物检测应用大家好，今天我要给大家聊聊一个非常有趣的话题：金纳米团簇荧光探针的合成与生物检测应用。
你们知道吗？这个探针可是大有来头，它不仅可以帮助我们更好地了解人体内部的情况，还可以帮助医生们更准确地诊断疾病哦！让我们一起来看看这个神奇的探针是如何制作出来的吧！我们需要了解一下什么是金纳米团簇。
简单来说，金纳米团簇就是一种非常小的金属颗粒，它的大小只有几十纳米甚至更小。
这些小小的金颗粒聚集在一起，就像一群调皮的孩子挤在一起玩耍一样。
而荧光探针则是一根非常细的棒子，它上面涂满了可以发出荧光的物质。
当我们将这个探针接触到金纳米团簇时，就会发生一些神奇的事情：金纳米团簇会吸收探针上的荧光物质，然后重新释放出来，这样就可以通过观察荧光的变化来判断金纳米团簇的数量和位置了。
我们需要了解的是如何合成金纳米团簇和荧光探针。
其实这个过程并不复杂，只需要一些基本的化学知识和实验技巧就可以了。
我们需要准备好一些金纳米团簇的前体材料和荧光染料。
通过一系列的反应步骤，我们就可以将这些前体材料转化为金纳米团簇。
再将荧光染料涂在探针上，就可以得到一根完美的荧光探针啦！当然了，要想让这个探针真正发挥作用，还需要进行一些生物检测实验。
比如说，我们可以将这个探针注射到人体内，然后通过观察荧光的变化来判断人体内的某些细胞或组织是否存在问题。
这个方法不仅非常安全，而且还可以大大提高诊断的准确性哦！金纳米团簇荧光探针的合成与应用是一个非常有前途的研究领域。
相信在不久的将来，我们就可以利用这个探针来帮助更多的人们解决健康问题啦！今天的分享就到这里啦！希望大家能够喜欢这个话题，也希望大家都能够健康快乐地生活下去！谢谢大家！。
上转换荧光材料的合成及应用
上转换荧光材料的合成及应用荧光材料，是指在受到激发后放射出可见光的材料。
荧光材料包括下转换荧光和上转换荧光两种类型。
其中，上转换荧光材料在光电转换、光学传感、生物医学影像等领域具有广泛的应用。
本文将论述上转换荧光材料的合成及应用。
一、上转换荧光的概念上转换荧光是指一种光谱转换过程，即通过吸收较贫穷的光（能量低），受激发的荧光材料转移为激发态，并通过能量传递过程将能量输送到某个物质（通常是一种金属离子）。
该金属离子的外层电子轨道通过上转换发出光子（能量高），从而实现上转换荧光。
具体来说，上转换荧光材料通过能量传递的过程将荧光的波长变长，产生多种颜色的发射光。
二、上转换荧光材料的合成方法近年来，越来越多的研究将上转换荧光材料应用于生物医学影像与光学通信等领域。
在提高上转换效率、拓宽光谱范围、研究上转换动力学等方面取得了丰硕的成果。
目前，上转换荧光的合成方法主要包括三种方法：离子共掺杂法、配合物法和锁体法。
1.离子共掺杂法离子共掺杂法是首选上转换荧光材料的合成方法。
通过将金属离子掺杂入荧光材料晶格中，形成夹杂结构，以实现向上转换的目的。
其中，掺杂的金属离子通常是镧系金属离子。
这种方法合成的上转换荧光材料具有较高的荧光效率和较宽的光抗性范围，但需要较高的合成成本。
2.配合物法配合物法是通过掺杂金属离子的荧光配合物实现上转换荧光的方法。
与离子共掺杂法相比，荧光配合物法更为便捷，但需要精细设计配体以实现较高的荧光效率。
3.锁体法锁体法是将金属离子包含在一层有机物质或杂化材料中，再以这层有机物质或杂化材料作为荧光团的方法。
荧光效率比离子共掺杂法略低，但制备工艺简单且成本低廉，是制备大规模环保型上转换材料的一种重要方法。
三、上转换荧光材料的应用上转换荧光材料在光学传感、光电转换、生物医学影像等领域具有广泛的应用。
其中，下面简述一下上转换荧光材料在光学传感、生物医学影像领域的应用。
1. 光学传感领域光学传感领域对于光学信号的敏感、快速反应、选择性、高重现性等方面要求较高。
上转换纳米材料
上转换纳米材料上转换纳米材料是一种能够将低能量光转换为高能量光的材料。
这种材料通常被应用于光学成像、生物标记、激光器等领域。
上转换纳米材料的制备方法多种多样，包括溶剂热法、溶胶凝胶法、热分解法等。
其中，溶剂热法是一种常用的制备方法，通过在高温高压的条件下使原料溶液中的金属离子和稀土离子发生共沉淀反应，形成上转换纳米材料。
上转换纳米材料在生物医学领域有着广泛的应用。
例如，将上转换纳米材料修饰在纳米载体上，可以用于肿瘤的早期诊断。
由于上转换纳米材料具有较窄的发射光谱和较窄的吸收光谱，因此可以通过调节其组分和结构来实现针对性的生物成像。
此外，上转换纳米材料还可以用于光动力疗法，通过将其注射到患部并照射相应波长的激光光源，实现对肿瘤的精准治疗。
除了在生物医学领域，上转换纳米材料还被广泛应用于光学成像领域。
由于上转换纳米材料具有较高的光学稳定性和较窄的发射光谱，因此可以用于提高光学成像的分辨率和灵敏度。
例如，将上转换纳米材料修饰在纳米探针上，可以用于细胞内器官的高分辨率成像，有助于深入了解细胞内部的结构和功能。
此外，上转换纳米材料还可以用于激光器领域。
由于上转换纳米材料具有较高的光学增益和较窄的发射光谱，因此可以用于提高激光器的输出功率和波长选择性。
例如，将上转换纳米材料掺杂到激光介质中，可以实现对激光器的性能优化，有助于提高激光器的工作效率和稳定性。
总之，上转换纳米材料是一种具有广泛应用前景的材料，其在生物医学、光学成像、激光器等领域均有着重要的应用价值。
随着制备技术的不断进步和应用需求的不断增加，相信上转换纳米材料将会在更多领域展现出其独特的优势和潜力。
《DNA功能化纳米探针的设计及在miRNA检测中的应用》范文
《DNA功能化纳米探针的设计及在miRNA检测中的应用》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，DNA功能化纳米探针已成为生物医学领域的研究热点。
通过精确设计并合成DNA功能化纳米探针，不仅可以实现高灵敏度、高选择性的生物分子检测，还可以为疾病的早期诊断和预后评估提供有效工具。
特别是针对微小核糖核酸（miRNA）这一类关键的内源性分子，DNA功能化纳米探针的研发与应用显得尤为重要。
本文将详细介绍DNA功能化纳米探针的设计原理、制备方法及其在miRNA检测中的应用。
二、DNA功能化纳米探针的设计原理DNA功能化纳米探针的设计基于生物分子的识别与信号放大的基本原理。
该探针通常由具有特定序列的DNA分子与纳米材料（如金纳米粒子、量子点等）结合而成。
设计过程中，首先需要根据目标miRNA的序列特点，确定与之互补的DNA序列。
然后通过特定的合成技术，将DNA分子与纳米材料进行有效连接，形成具有识别和信号传导功能的纳米探针。
三、DNA功能化纳米探针的制备方法DNA功能化纳米探针的制备主要包括以下几个步骤：1. 目标miRNA的序列分析：通过生物信息学软件预测目标miRNA的二级结构及潜在的功能区域，确定合适的结合位点。
2. DNA分子的合成与修饰：利用化学合成技术，合成与目标miRNA互补的DNA序列。
根据需要，可以对DNA分子进行荧光标记等修饰。
3. 纳米材料的制备与表面改性：选择合适的纳米材料（如金纳米粒子），通过特定的化学或物理方法对其进行表面改性，使其具有与DNA分子结合的能力。
4. DNA分子与纳米材料的连接：将修饰后的DNA分子与改性后的纳米材料进行连接，形成稳定的DNA功能化纳米探针。
四、DNA功能化纳米探针在miRNA检测中的应用DNA功能化纳米探针在miRNA检测中的应用主要体现在以下几个方面：1. 高灵敏度检测：由于纳米材料具有较高的比表面积和良好的信号放大能力，使得DNA功能化纳米探针能够实现对miRNA 的高灵敏度检测。
上转换纳米颗粒的制备及在光动力学治疗、生物检测中的应用的开题报告
上转换纳米颗粒的制备及在光动力学治疗、生物检测中的应用的开题报告一、研究背景与意义：随着纳米材料科学技术的不断发展，纳米颗粒作为一种重要的纳米材料已经成为了当前材料领域的研究热点之一。
纳米颗粒具有较大比表面积、较高表面能、量子尺寸效应等显著特性，这些特性使得纳米颗粒在药物输送、光学成像、生物检测等方面拥有广阔的应用前景。
其中，上转换纳米颗粒是近年来研究的一种新型纳米颗粒，它具有纳米材料的特性，又能将原本的低能量光转化为高能量光，这使得它在光动力学治疗、细胞成像等方面具有特殊优势。
目前，上转换纳米颗粒的制备和应用方面还存在一些问题和挑战，因此探究上转换纳米颗粒的制备及在光动力学治疗、生物检测中的应用具有重要的研究意义和应用价值。
二、研究内容：本课题拟研究上转换纳米颗粒的制备及其在光动力学治疗、生物检测中的应用。
具体内容包括：1、上转换纳米颗粒的制备方法及性质分析：通过文献综述和实验方法探究上转换纳米颗粒的制备方法，并对其形貌、物理性质进行性质分析，阐明其结构和性质的关系。
2、纳米颗粒在光动力学治疗中的应用研究：以常见的肿瘤治疗为例，探究上转换纳米颗粒在光动力学治疗中的应用机制、疗效评价等方面的研究，验证其在光动力学治疗中的应用前景和潜力。
3、纳米颗粒在生物检测中的应用研究：以细胞成像为例，探究上转换纳米颗粒在生物检测中的应用研究现状和前景，结合实验验证，评价其在生物检测中的应用效果。
三、预期成果：本课题的预期成果包括：1、制备合适的上转换纳米颗粒，并对其形貌和性质进行分析，揭示其结构与性质之间的关系。
2、探究上转换纳米颗粒在光动力学治疗中应用的机制和疗效评价，验证其在光动力学治疗中的应用前景和潜力。
3、探究上转换纳米颗粒在生物检测中的应用研究现状和前景，结合实验验证，评价其在生物检测中的应用效果。
四、研究难点和挑战：上转换纳米颗粒的制备及其在光动力学治疗、生物检测中的应用涉及诸多方面的知识和技术，研究过程中可能会面临以下难点和挑战：1、纳米颗粒的制备方法优化：上转换纳米颗粒的制备方法不易控制，需要优化方法，从而得到分散度好、稳定性高的纳米颗粒材料。
荧光纳米探针的合成及其应用研究进展
第43 卷 第 1 期2024 年1 月Vol.43 No.11~18分析测试学报FENXI CESHI XUEBAO （Journal of Instrumental Analysis ）荧光纳米探针的合成及其应用研究进展侯可心，丁晟，杨焜，王在玺，李钒*（军事科学院系统工程研究院，天津 300171）摘要：近年来涌现的荧光纳米探针独特的尺寸及结构赋予其优异的光稳定性、较高的荧光量子产率、可调的激发发射波长等众多优势，引起科研工作者的广泛关注。
荧光纳米探针作为一类重要的光响应性纳米材料在小分子及生物大分子检测、细胞成像、活体诊断等领域具有广阔的应用前景，有望成为传统有机荧光染料的理想替代物。
该文针对目前研究较多的量子点、金属纳米簇及金属-有机框架及其他纳米荧光探针，介绍了其结构组成、物理化学性质等基本性质，并着重阐述其主要合成方法以及在化学传感、生物医学等领域的应用及研究进展，最后对目前该领域的发展前景做出总结及展望。
关键词：荧光纳米探针；光响应性；量子点；金属纳米簇；金属-有机框架中图分类号：O657.3；G353.11 文献标识码：A 文章编号：1004-4957（2024）01-0001-18Research Progress of Design ，Synthesis and Application of Fluo⁃rescent Nanoprobe HOU Ke -xin ，DING Sheng ，YANG Kun ，WANG Zai -xi ，LI Fan *（Institute of Medical Support Technology ，Academy of System Engineering of Academy of Military Sciences ，Tianjin 300171，China ）Abstract ：In recent years the unique size and structure of fluorescent nanoprobe would give it excel⁃lent performances including good photo stability ，high fluorescence quantum yield and the adjustable length of the excitation and emission wavelengths ，and these advantages attract wide attention of re⁃searchers. Fluorescent nanoprobe as an important kind of photo -responsive nanomaterial is consid⁃ered promising in many fields such as small molecules detection ，biomacromolecules detection ，cel⁃lular imaging and real -time in vivo diagnosis ，and is expected to become an ideal substitute for tradi⁃tional organic fluorescent dyes. The aim of this review is to provide a survey on the research progress of the main materials such as quantum dots ，metal nanoclusters and metal organic frameworks ，in⁃cluding structure and physicochemical property ，especially the synthetic method and the application in chemical sensing and biomedical fields ，while finally make summary and prospect.Key words ：fluorescent nanoprobe ；photo -response ；quantum dots ；metal nanoclusters ；metal or⁃ganic frameworks 荧光探针作为一种荧光传感器，以荧光物质为指示剂，可通过荧光信号变化用于对特定分子的检测。
上转换荧光材料的化学修饰及在免疫检测的应用
上转换荧光材料的化学修饰及在免疫检测的应用於然;谢飞;马雪梅【摘要】上转换纳米材料是近年来发展起来的新兴稀土荧光材料。
在近红外光的激发下可将其转变成可见光这一光学特性，使其具有抗光漂白能力强、宽的反斯托克斯位移、低毒性以及无自体荧光干扰等优点，在免疫检测中可提高灵敏度和信噪比。
上转换稀土纳米颗粒水溶性和分散性较差，因此要通过化学修饰成水溶性和分散性较好的上转换稀土颗粒，以进一步与生物分子偶联。
本文主要在合成上转换纳米颗粒的基础上，对化学修饰的方法及荧光共振能量传递机制、基于磁分离富集的免疫检测技术、固相微孔板荧光标记技术、免疫传感技术和免疫层析技术的应用研究做一综述。
上转换技术的成功应用解决了传统的纳米材料应用中低灵敏度的问题，在医学检测领域具有很大的应用潜力。
%Up-converting nanoparticle is a novel rare earth fluorescence material in recent years .The optical mechanism which converts it into visible light at near infrared light excitation makes it possess the advantages as strong anti photo-bleaching , wide anti-stokes shift , lower toxicity and lack of auto fluorescence . These advantages can enhance sensitivity and signal-to-noise ratio in immunoassaydetection .The water solution and dispersity of up-converting nanoparticles are weak . Therefore we produce good water solution and monodispersity of up-converting rare earth particles by chemical modification so as to conjugate to biomolecules . This paper reviews the chemical modification of up-converting particles , mechanism of fluorescence resonance energy transfer , application in immunoassay based on magnetic isolation , fluorescent biolabeling with solid-phasemicro well , biosensor and lateral-flow assay. Application in up-converting technology solves low sensitivity for traditional nanomaterials and has potential in medical detection .【期刊名称】《北京生物医学工程》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】7页(P304-309,315)【关键词】上转换荧光;化学修饰;液相检测;荧光共振能量传递;免疫层析【作者】於然;谢飞;马雪梅【作者单位】北京工业大学生命科学与生工程学院北京 100124;北京工业大学生命科学与生工程学院北京 100124;北京工业大学生命科学与生工程学院北京100124【正文语种】中文【中图分类】R318上转换纳米颗粒是由镧系稀土元素掺杂的氧化物、硫化物和氟化物等构成[1-3]，是一类经多光子跃迁机制而将长波低能光转变为短波可见光的无机稀土化合物[4-5]。
上转换荧光的应用
有机荧光团广泛用于荧光探针——其光稳定性差，不适合长时 间观察，且其吸收和发射带较宽，Stokes位移较小，在多色成 像时易串色。
半导体量子点具有光稳定性好且发射峰窄的特点，在生物医学 研究中备受重视。但是，半导体量子点的潜在生物毒性和化学 不稳定性限制了它在生物成像领域的进一步应用。
荧光染料和量子点通常是用高能量紫外(ultraviolet，UV) 或者 可见光作为激发光，带来了一些明显的缺点，如较低的光穿透 深度、可能的生物组织破坏，以及生物样品的自发荧光等。
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上转换荧光的应用
组员：徐翔丽 周贝
Upconversion Luminescence
比较各种荧光成像技术的特性 单光子激发发光、双光子激发发光及上转 换发光的成像形式比较 基于上转换发光的活体成像技术 上转换发光纳米材料在肿瘤靶向成像中的 应用
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展望
生物成像的最终目的是通过荧光标记探针实现对生物样本中个生物分子进行 超灵敏检测，欲提高生物成像的效果以及检测灵敏性，就需要寻找信号稳定、 标记简便、安全无毒、检测灵敏的标记物。上转换发光纳米材料具有光稳定性 、化学稳定性高、吸收和发射带很窄、发光寿命长、潜在生物毒性小等优点； 另外，采用近红外连续激光作为激发光源，具有较深的光穿透深度、对生物组 织几乎无损伤、无生物背景荧光干扰等显著优势。上转换发光纳米材料的这些 特征正是生物成像的理想标记物应具备的。随着上转换发光技术的进步，可以 预见，上转换发光纳米材料具有巨大的临床应用潜力，将会为肿瘤检测、基因 表达、蛋白质分子检测、药物受体定位、药物筛选和药物疗效评价等方面提供 有效的技术支持。
《DNA探针修饰的上转换纳米粒子在miRNA检测中的应用》范文
《DNA探针修饰的上转换纳米粒子在miRNA检测中的应用》篇一摘要：本文旨在探讨DNA探针修饰的上转换纳米粒子（UCNPs）在miRNA检测中的应用。
通过结合上转换纳米粒子的独特光学特性和DNA探针的高效识别能力，我们开发了一种新颖、灵敏且可靠的miRNA检测方法。
本论文首先概述了研究背景与意义，随后详细描述了实验方法、结果和讨论，并进行了总结与展望。
一、引言随着生物医学的快速发展，microRNA（miRNA）作为一类重要的非编码RNA，在基因表达调控和疾病诊断中发挥着关键作用。
因此，开发高效、灵敏的miRNA检测方法具有重要意义。
上转换纳米粒子（UCNPs）因其独特的光学特性，如光稳定性好、发射波长可调谐等，被广泛应用于生物成像和生物检测领域。
而DNA探针技术则具有高特异性、高灵敏度等优点。
将二者结合，有望为miRNA检测提供新的解决方案。
二、实验方法1. 材料准备本实验所需材料包括上转换纳米粒子、DNA探针、缓冲液、miRNA样品等。
其中，上转换纳米粒子经过表面修饰，以提高其生物相容性和与DNA探针的结合能力。
2. 实验设计我们设计了基于DNA探针修饰的上转换纳米粒子（UCNP-DNA）的miRNA检测系统。
该系统利用DNA探针与miRNA的互补配对原理，实现miRNA的高效捕获和识别。
通过上转换纳米粒子的荧光信号，可以实现对miRNA的定量检测。
3. 实验步骤（1）DNA探针的合成与修饰：利用化学合成法合成特定序列的DNA探针，并对其进行表面修饰，以提高其与上转换纳米粒子的结合能力。
（2）UCNP-DNA探针的制备：将修饰后的DNA探针与上转换纳米粒子通过化学键合或静电吸附等方式结合，形成UCNP-DNA探针复合物。
（3）miRNA的捕获与识别：将UCNP-DNA探针复合物与待测miRNA样品混合，通过DNA杂交反应实现miRNA的高效捕获和识别。
（4）荧光信号的检测与分析：利用荧光显微镜或荧光光谱仪等设备，检测UCNP-DNA探针复合物发出的荧光信号，通过对信号的分析实现miRNA的定量检测。
纳米荧光探针用于生物检测的研究及应用
纳米荧光探针用于生物检测的研究及应用近年来，纳米技术在生物领域的应用越来越广泛。
在生物检测领域，纳米荧光探针成为了一种非常有潜力的新型生物传感器。
纳米荧光探针由纳米粒子组成，可以通过特定的化学修饰，与生物分子发生特异性结合，从而实现对生物分子的检测。
本篇文章将重点介绍纳米荧光探针在生物检测方面的研究进展及应用，以及面临的挑战和未来的发展方向。
一、纳米荧光探针的研究进展1. 纳米荧光探针的优势相较于传统的生物传感器，纳米荧光探针具有明显的优势。
首先，纳米荧光探针的粒径通常只有几纳米到几十纳米，可以很容易地进入生物细胞中，进行生物信息的检测和传递。
其次，纳米荧光探针可以通过调节其表面化学性质，实现对生物分子的特异性识别和结合。
此外，纳米荧光探针可以使用荧光分析技术进行检测，具有高灵敏度、高分辨率、实时性、动态性等优势。
2. 纳米荧光探针的制备技术目前，研究人员已经开发出了多种纳米荧光探针制备技术，包括化学合成、生物合成、计算机辅助设计等方法。
其中，化学合成是最常用的方法之一，也是制备纳米荧光探针最为成熟的方法之一。
在化学合成过程中，通过合成不同的有机分子或化学物质，对纳米荧光探针的属性进行改变，从而实现特异性结合生物分子。
3. 纳米荧光探针在生物检测中的应用纳米荧光探针在生物检测中的应用非常广泛，可以检测DNA、RNA、蛋白质、细胞等生物分子或生物体内的变化。
例如，在癌症早期诊断方面，纳米荧光探针可以通过检测细胞表面分子的变化，实现对癌细胞的特异性识别和早期定位。
此外，在生物医学研究中，纳米荧光探针也可以用于细胞成像和药物递送等方面。
二、纳米荧光探针面临的挑战尽管纳米荧光探针在生物检测领域具有广泛的应用前景和潜力，但是仍然存在一些问题和挑战。
其中，最大的问题之一是纳米荧光探针的稳定性和生物相容性问题。
因为纳米荧光探针需要与生物分子进行特异性结合，因此其表面化学性质对探针的稳定性和生物相容性具有至关重要的作用。
单宁酸铁修饰的双光敏剂负载上转换纳米颗粒、制备方法与应用
单宁酸铁修饰的双光敏剂负载上转换纳米
颗粒、制备方法与应用
单宁酸铁修饰的双光敏剂负载上转换纳米颗粒是一种新型的功
能性材料，具有高助荧性、高敏感性等特点，可广泛应用于荧光探针、生物医药、化学分析等领域。
制备方法
将单宁酸铁与溴化物反应，生成单宁酸铁溴（FeL2Br2）。
再将
双光敏剂（DPA）掺入乙醇中与其溶解，滴加FeL2Br2溶液，得到
FeL2Br2-DPA复合物。
接着将复合物经过还原，得到单宁酸铁修饰
的双光敏剂负载上转换纳米颗粒（FeL2-DPA NPs）。
应用
1. 荧光探针：FeL2-DPA NPs可作为一种高灵敏度的荧光探针，适用于检测水体中的铜离子等重金属离子。
2. 生物医药：FeL2-DPA NPs可以在黑暗中进行形态学和功能
上的成像，治疗及诊断大肠癌、乳腺癌等疾病。
3. 化学分析：FeL2-DPA NPs 的特殊功能性，可用于分析及检
测环境中的气体等。
另外，该材料的灵敏度高、反应快、重现性好
等特点也有利于应用于食品、医药等领域的化学分析。
总之，单宁酸铁修饰的双光敏剂负载上转换纳米颗粒是一种具
有广阔应用前景的材料，在各个领域都有广泛的应用前景，为行业
带来了新的发展动力。
新型荧光探针的研发及其应用
新型荧光探针的研发及其应用近年来，荧光探针在生物医学领域的应用日益重要。
然而，传统的荧光探针不仅存在灵敏度不高、稳定性差等缺点，还存在对生物样本的毒性和刺激，而难以被广泛应用。
在这种背景下，新型荧光探针的研发成为了当今生物医学领域中的研究热点。
一、新型荧光探针的研发新型荧光探针具备较高的生物相容性、稳定性、灵敏性和特异性，且不会对生物样本造成毒性和刺激，因此其在生物医学研究中具有广泛的应用前景。
目前，新型荧光探针的研发主要包括以下几个方面：1. 发展新的荧光染料新型荧光染料具备分子结构清晰、发射光谱稳定、量子产率高等特点，能够提高荧光探针的识别灵敏度和稳定性。
目前，发展环保、低毒、高生物相容性的新型荧光染料已经成为荧光探针研发的重要方向之一。
2. 制备量子点量子点是一种维度小于10纳米的半导体颗粒物，通过调控其粒径能够使其具备特定的发光波长。
量子点不仅具有优良的光学性能，而且具有非常强的稳定性和抗光照性能，因此被广泛用于生物成像、药物传递等方面。
3. 研究新的荧光检测技术新的荧光检测技术包括共振拉曼光谱、荧光促进技术、荧光光谱技术等。
这些技术可以将荧光探针与具特定性质的样品相结合，从而实现精准、敏感的检测，同时解决传统荧光探针对抗干扰能力不强的问题。
二、新型荧光探针的应用新型荧光探针的应用范围广泛，包括生物成像、细胞组成分析、药物筛选等方面。
1. 生物成像生物成像是指利用生物检测技术分析生命活动相关的分子、细胞、组织等信息。
在生物成像领域，新型荧光探针可以被用于监测生物过程，比传统荧光探针更加敏感，更具特异性。
比如，利用二氧化硅包裹量子点的新型荧光探针，可以用于肿瘤细胞检测，辨别癌变细胞和正常细胞的界限。
2. 细胞组成分析细胞组成分析是指利用高通量细胞学技术分析特定疾病相关蛋白质的表达。
新型荧光探针在此领域可以实现更高的灵敏度和特异性。
比如，利用荧光纳米探针可实现对荷尔蒙、细胞因子等生物分子进行高通量检测，并确定其在肿瘤、免疫、神经等应用中的表达水平。
上转换发光纳米技术及其在食品安全检测中应用研究进展
上转换发光纳米技术及其在食品安全检测中应用研究进展李向丽1，谭贵良2，张娜1，刘垚2，吴世嘉3，王周平3，董军4（1.中山火炬职业技术学院生物医药系,广东中山 528436）（2.广东省中山市质量计量监督检测所,广东中山528403）（3.江南大学食品学院，江苏无锡 214122）（4.电子科技大学中山学院，广东中山 528403）摘要：近年来发展起来的上转换发光纳米技术正成为研究的热点。
与放射性同位素标记，酶标记、化学发光标记以及有机荧光染料和量子点等其他荧光材料标记相比，上转换发光纳米技术具有灵敏度高、稳定性好、选择性好、便于观察、操作简单且不损伤样本、无背景荧光等诸多优点，克服了放射性污染、酶不稳定、灵敏度差、化学发光重现性差等缺点，在细胞和组织成像研究、生物分子定量检测等方面有着广泛的应用，取得了令人瞩目的研究成果。
本文介绍了上转换发光纳米材料的激发态吸收等3种发光机制、发光材料组成、水热法等4种合成方法以及硅烷化法等6种表面修饰方法。
在此基础上对上转换发光纳米技术在食品安全检测中的应用进行了总结和展望。
关键词：上转换发光纳米材料；发光机制；合成方法；表面修饰；食品安全；检测 文章篇号：1673-9078(2014)8-280-287Upconversion Fluorescent Nanoparticles Technology in Food InspectionLI Xiang-li 1, TAN Gui-liang 2, ZHANG Na 1, LIU Y ao 2, WU Shi-jia 3, W ANG Zhou-ping 3, DONG Jun 4(1.Department of Biomedicine, Zhongshan Torch Technology College, Zhongshan 528436, China) (2.Zhongshan Supervision Testing Institute of Quality & Metrology, Zhongshan 528403, China)(3.School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi 214122, China)(4.Zhongshan Institute, University of Electronic Science and Technology of China, Zhongshan 528403, China)Abstract: Upconversion fluorescent nanoparticles technology) is a new emerging technique that has attracted increasing attention in recent years. Compared with other labeling techniques such as radioisotopic labeling, enzymatic labeling, chemiluminescent labeling, organic fluorescent dyes, and quantum dots (QDs), upconversion fluorescence nanoparticles have unique advantages such as high photostability, high detection sensitivity, good selectivity, easyobservation and operation, no damage to the sample, and no background fluorescence. In addition, this technique has overcome several shortcomings of other prevalent methods, such as radioactive contamination, enzyme-instability, poor sensitivity, and poor reproducibility of chemiluminescence. It has been widely applied to imaging studies of cells and tissues, quantitative detection of biomolecules, etc., and has achieved remarkable outcomes. In this study, three upconversion mechanisms of UCNPs (e.g., excited-state absorption), their composition, four preparation methods (e.g., hydrothermal method), and six surface modification methods (e.g., Stober method) were reviewed. Subsequently, it provides a perspective to the application of UPNT in food inspection.Key words: upconversion fluorescent nanoparticles; upconversion mechanism; preparation method; surface modification; food safety application纳米材料是纳米技术领域中被研究最多、应用最广泛的部分。
荧光探针制备实验心得
荧光探针制备实验心得
我得出以下结论：
稀土上转换纳米荧光探针及其制备和应用，是由上转换荧光纳米粒子与Au纳米形成异质的功能性荧光纳米微粒；所述上转换荧光纳米粒子NaYF4比Yb3+/Er3+与Au它们之间的摩尔比例分别为5比1，10比1，15比1，20比1，在140℃条件下搅拌2。
5h；所得微粒与上转换荧光纳米粒子相比较红色荧光增强，绿色荧光减弱。
由于稀土上转换荧光纳米粒子光化学稳定性好，毒性低；并且用近红外激光器作为激发光源，光穿透能力强，无背景荧光，在生物荧光成像和CT 显影剂领域有潜在的应用价值。
荧光比率成像法可以利用不同波长处两个发射峰强度的比值来检测温度的变化，这样可以避免如光源强度的波动，探针浓度，样品厚度及仪器的灵敏度等因素引起的误差，可以有效地提高选择性，灵敏度和工作范围。
尤其是同一激发不同最大发射的荧光比率探针，能够大幅度降低分析过程中由于仪器设置繁琐产生的误差，从而提高分析方法的精准性。
但目前基于同一激发，不同发射，用于细胞及活体对生理温度范围内变化的荧光比率成像法还未见报告。
设计合成了上转换纳米颗粒-温敏型聚丙烯酰胺链-罗丹明复合纳米荧光探针，高灵敏度地检测了生理范围内的温度变化，并利用同一激发不同最大发射波长的荧光比率成像方法，实现了细胞及活体内温度变化的可视化分析；并将检测O2。
和H2O2的荧光探针修饰在温敏链上，实现了对不同温度条件条件下O2。
和H2O2浓度变化的同时双色检测。
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上转换荧光纳米探针的制备及其在染料检测上的应用
【摘要】本文通过溶剂热法，成功地制备了Yb3+和Er3+共掺杂的NaGdF4上转换纳米晶。
它具有特殊的发光性能，经过表面修饰后，该纳米晶具有良好的生物兼容性，被应用到检测罗丹明B染料上。
结果表明，上转换纳米晶和罗丹明B结合，发生共振能量转移，为检测染料提供了一种新的高效途径。
【关键词】上转换纳米晶；制备；染料
0 引言
随着生物物理、生物化学、生命科学和医学的不断发展，依赖成像技术进行初步地诊断病情和科学研究的程度越来
越深[1]。
由于X射线等成像技术存在辐射大、仪器昂贵等缺点，这就促使了纳米探针的发展。
在纳米探针中，上转换纳米探针是目前国内外研究热点，它所具有的特殊的发光性能。
在生物成像和检测领域都有巨大的应用价值。
近些年，有机染料污染对一些水生物来至人类的健康生活构成极大的威胁，因此找到一种快速且高效的检测有机染料的方法十分必要且价值巨大。
本文主要应用NaGdF4：Yb，Er上转换纳米晶对有机染料罗丹明B进行检测，并对其形态和结构进一步地进行了研究。
1 实验制备和结构表征
1.1 试剂与仪器
实验中使用的氯化钆（99.9%），氯化镱（99.9%），氯化铒（99.9%），氢氧化钠（≥98%），氟化铵（≥98%），甲醇（99.5%），十八烯（90%），油酸（90%）是从Sigma Aldrich 购买。
所有的试剂都直接用于化学反应，未经进一步的提纯处理。
1.2 样品制备
采用热溶剂法制备稀土离子Yb3+和Er3+掺杂的NaGdF4纳米晶：2mL RECl（0.2 M，RE= Lu，Yb and Er）的水溶液被添加3到12ml 十八烯和4ml油酸的混合液中。
混合物在加热30min后被加入5ml NH4F （1.5mmol）和NaOH （1mmol）甲醇溶液，随后加热蒸发掉甲醇和水，再加热到310°C 持续加热60min 后冷却。
将产物用乙醇清洗3 次后分散在环己烷溶液中保存。
1.3 结构表征
采用H-7650c 型透射电子显微镜来观察纳米颗粒的大小和形貌；采用Hitachi F-2700 荧光光谱仪测试上转化发光性能；测试所用的光源是980nm的红外光、功率可调节的激光器。
所有的测试均在室温下进行的。
2 结果与讨论
2.1 光谱特性
通过溶剂热法能够合成大小一致，形貌可控的上转换纳米晶，这些纳米晶是通过掺杂离子的成分来改变其尺寸。
理想的上转换纳米晶颗粒是分布均匀，形貌为正六边形的晶体。
采用透射电镜测试了样品的结构和形貌，如图1所示。
从图
1可以看出NaGdF4：Yb，Er纳米晶直径大约为18nm，分布均匀，为检测有机染料罗丹明B提供了良好的探针。
图2（a）为NaGdF4：Yb，Er纳米晶在980nm红外光激发下测到的荧光光谱。
通过荧光光谱可以看出改纳米晶是发绿光的，是因为其主要有位于545nm（绿光）和660nm（红光）的两个发射带。
这两个发射带分别是Er3+的4S3/2-4I 15/2和4F9/2-4I 15/2能级跃迁导致的[2，3]可以明显的看出绿光
带的强度高于红光带，所以纳米晶最终是肉眼可见的绿光。
同时随着激光器的功率增加，该纳米晶的荧光强度依次递增。
图2（b）为NaGdF4：Yb，Er纳米晶的功率谱，其斜率为2.15，表明该激发为3光子过程[4]。
2.2 罗丹明B的检测
（a）NaGdF4：Yb，Er 样品在波长为980nm的红外光激发下随着功率增加下的上转换荧光光谱图：（b）样品对应下的功率谱图
NaGdF4：Yb，Er纳米晶经过聚乙二醇进行表面修饰后，大大增加了纳米晶与有机染料的生物相容性。
分别取0.4M NaGdF4和罗丹明B水溶液置于超声波清洗机中5分钟，使
其混合均匀，测其光谱图如图3.从图3中很明显的看出纳米晶与罗丹明B发生共振能量转移，在980nm的红外光激发下发出黄光。
这是由于位于545nm的纳米晶的激发谱同罗丹明B的吸收谱（552nm）发生重叠，产生共振能量转移，导致Er3+离子4S3/2-4I 15/2能级跃迁。
从积分强度比中可以进一步的定性检测罗丹明B的含量。
3 结论
本文通过溶剂热法，成功地制备了Yb3+和Er3+共掺杂的NaGdF4上转换纳米晶。
它具有特殊的发光性能，经过表面修饰后，该纳米晶具有良好的生物兼容性，被应用到检测罗丹明B染料上。
结果表明，上转换纳米晶和罗丹明B结合，发生共振能量转移，实现对罗丹明B的检测。
该方法与传统染料检测方法相比，具有精准度搞，操作简单快捷的有点，为检测有机染料提供了一种新的高效途径。
【参考文献】
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[责任编辑：汤静]。