荧光纳米材料在生命科学的应用及进展

高分子荧光纳米微球
高分子荧光纳米微球开始是以聚苯乙 烯、聚甲基丙烯酸酯类、聚丙烯酰胺 类为微粒主体，表面键合或吸附荧光 素 、罗丹明、菁色素等荧光物质的荧 光纳米微球
复合荧光二氧化硅纳米粒子
复合荧光二氧化硅纳米粒子是由功能性的内核、 可生物修饰的硅壳以及修饰在硅壳表面的生物分 子构成，具有明显核壳结构的一类新型的纳米颗 粒，其内核材料可以是有机荧光染料、稀土发光 材料、量子点等。由于该类型的纳米颗粒采用油 包水(W/O)反相微乳液方法成核，通过硅烷化试 剂在微乳液中水解形成三维网状结构的硅壳进行 包壳，所以采用不同的硅烷化试剂可以制备出表 面带有不同官能团的核壳型生物纳米颗粒。通过 对纳米颗粒的表面进行各种生物大分子的修饰， 如：肽片断、抗体、生长因子等，可以实现对特 异性细胞的识别、分离和检测。
பைடு நூலகம்光编码
基因芯片技术、生物传感及生命科学技术的快速 发展为生物医学研究领域诸如基因表达、药物发 现及临床诊断带来了新的契机和挑战。识别种类 繁多的生物分子需要大量的平行标记编码，而传 统的有机荧光染料标记方法已达不到同时标记并 定位区分不同生物分子的要求，需要发展更有效 的平行标记编码。由于量子点的荧光发射峰窄， 而且不同颜色荧光可以被同一单色光源同时激发， 决定了它们是发展平行标记编码的良好材料
前景展望
随着量子点和复合荧光纳米粒子制备技术 的不断进步和完善，荧光纳米粒子将替代 现有有机荧光染料，实现对基因组及蛋白 质组研究的高灵敏度和高通量检测分析， 最终在癌症等人类重大疾病的早期诊断和 治疗方面造福人类。
荧光纳米粒子在生命科学中应用
• 荧光纳米粒子直接用于生物检测
• 荧光编码
荧光纳米粒子直接用于生物检测
将纳米粒子直接用于生物检测主要优势是利用纳米粒子的 高荧光稳定性，可以在几十分钟到数小时研究细胞的过程 中进行实时跟踪检测；可以用多种颜色的纳米粒子同时对 细胞内或细胞表面进行多个靶向目标研究；将纳米粒子表 面包覆有惰性物质壳层，使纳米粒子对细胞的毒性低于有 机染料带来的毒性。另外，人们还合成了近红外发光的纳 米粒子，为活体基因表达和酶活动研究提供了新的机遇。 纳米粒子和生物分子的偶联物已经在DNA 杂化、免疫检 测、受体诱导的细胞内吞作用和生物组织成像等方面得到 应用，而且纳米粒子作为新一类的荧光标记材料已经逐步 发展到活体细胞成像。
荧光纳米粒子的分类
• 无机发光量子点
• 荧光高分子纳米微球 • 复合荧光二氧化硅纳米粒子
量子点
量子点又可称为半导体纳米微晶体，是由 数百到数千个原子组成的无机纳米粒子， 是一种由 II-VI 族或者 III-V 族元素组成的纳 米颗粒。目前研究较多的主要是CdX(X = S、 Se、Te)。 量子点的制备方法根据其所用材料的不同， 有以下两种方法：一、在有机体系中采用 胶体化学方法以金属有机化合物为前体制 备量子点，二、在水溶液中直接合成