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油水界面合成Fe₃O₄纳米颗粒及其在生物标记中的应用

作　者: 王会
导　师: 周兴平
学　校: 东华大学
专　业: 生物化工
关键词: Fe3O4 油水界面表面活性剂抗体生物免疫标记
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

荧光标记技术是生物标记中的重要标记手段之一,近些年来磁性材料凭借其特殊的磁性能受到生物研究者的青睐。荧光材料和磁性材料的研究开发,备受瞩目。Fe3O4纳米磁性材料作为一种新的材料,因具有特殊的物理化学性质,如小尺寸效应、表面与界面效应和宏观量子隧道效应,表现出与常规磁性材料不同的性质。近些年来,由于磁性纳米材料在实际应用中的广泛前景,有关磁性纳米颗粒制备方法的研究受到了很大的重视。目前制备水溶性纳米颗粒的方法较多,但是合成出来的颗粒仍存在着许多缺点,如粒径均一性差,晶型不好,分散性差,合成方法复杂,容易氧化等等。目前本实验室利用油水界面法已经成功制备出CdS, ZnS, NaYF4等纳米颗粒,与此同时利用油水界面法合成油溶性的Fe3O4的报道较少,本实验采用油水界面方法合成性质良好Fe3O4纳米颗粒。另外肝癌是一种高危险性的恶性肿瘤,被称为当今世界的三大肿瘤杀手之一。因此,开发一种快速而廉价的检测方法,对提前预测肝癌并及时采取治疗措施显得尤为必要。研究者认为将荧光标记技术和磁性材料结合起来,将会提高疾病诊断的灵敏性,降低诊断成本。在本课题组前期工作的基础上,首先在低温下油相中合成了NaYF4基质材料并进行稀土掺杂,然后运用原位聚合法将水溶性高聚物聚丙烯酸(PAA)修饰到其表面,获得了综合性能更佳的NaYF4:Yb,Er/NaYF4/ Polymer纳米复合材料。本课题按照如下几个方面展开：首先利用油水界面法合成纳米颗粒,探索碱液种类和浓度,表面活性剂类型和用量,反应温度和时间,分散剂和助表面活性等因素对该体系的影响进。生成的产物用XRD, FTIR, VSM, TEM, TGA进行表征。结果表明：合成出来的是粒径约为3.5 nm表面由油酸包覆,具有较强磁性油溶性的Fe3O4磁性纳米颗粒。其次,本论文将两种纳米颗粒和BSA连接的实验条件进行探索,实验分别从以下四个因素进行探索：最大连接剂用量,最大蛋白连接量。实验采用Lowory方法,检测连接上蛋白的含量,进而确定最佳条件。结果表明：1M EDC用量：333μL; E/N配比：2：1；pH值：6.4；最大Pro (10g/LBSA)连接量：300μL(NPs),400μL(UNPs)。最后,本论文最后利用探索出的最佳连接条件,将两种纳米粒子和AFP两种抗体Ig301,和Ig302连接,制备出免疫探针。采用SDS-PAGE电泳、FTIR、荧光分光光度计和Lowory方法进行检测。实验结果表明,两种抗体都成功连接在纳米颗粒表面,其连接量为Ig301:1.77μg/mL, Ig302:2.55μg/mL

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章绪论  11-30
  前言  11
  1.1 磁性纳米材料的概述  11-20
    1.1.1 Fe_3O_4的性质  13-14
    1.1.2 Fe_3O_4的制备  14-18
    1.1.3 Fe_3O_4纳米颗粒在生物领域上的应用  18-20
  1.2 稀土元素  20-26
    1.2.1 稀土发光材料  21-23
    1.2.2 纳米稀土发光材料的制备方法  23
    1.2.3 稀土发光材料表面修饰  23-24
    1.2.4 纳米稀土发光材料在生物芯片技术中的应用  24-26
  1.3 课题的提出和主要内容  26-30
第二章油水界面法合成Fe_3O_4纳米颗粒  30-56
  2.1 引言  30
  2.2 实验原理  30-31
  2.3 实验步骤  31-33
  2.4 实验仪器,实验试剂及表征方法  33-34
    2.4.1 实验仪器和实验试剂  33
    2.4.2 表征方法  33-34
  2.5 实验条件设计  34-36
    2.5.1 碱液确定  34
    2.5.2 表面活性确定  34-35
    2.5.3 反应温度和反应时间的影响  35
    2.5.4 分散溶剂和添加剂的影响  35
    2.5.5 后期熟化影响  35-36
  2.6 实验结论及讨论  36-54
    2.6.1 碱液选择  36-41
    2.6.2 表面活性剂确定  41-45
    2.6.3 反应温度和反应时间的影响  45-48
    2.6.4 分散溶剂和添加剂的影响  48-51
    2.6.5 后期孵化对颗粒的影响  51-52
    2.6.6 VSM磁性检测  52-53
    2.6.7 FT-IR检测  53
    2.6.8 TG检测  53-54
  2.7 本章小结  54-56
第三章复合型纳米颗粒的蛋白连接  56-72
  3.1 引言  56
  3.2 实验部分  56-59
    3.2.1 实验试剂  56-57
    3.2.2 测试仪器  57
    3.2.3 复合型纳米材料与BSA的连接  57-58
    3.2.4 各种溶液的配置  58-59
    3.2.5 上转换荧光纳米复合颗粒与BSA的连接过程  59
  3.3 实验结果与分析  59-71
    3.3.1 荧光纳米粒子连接蛋白条件优化  59-65
    3.3.2 磁性纳米颗粒连接蛋白的条件优化  65-70
    3.3.3 SDS-Page检测  70-71
  3.4 本章小结  71-72
第四章复合纳米颗粒在荧光免疫中的应用  72-82
  4.1 引言  72-73
  4.2 实验部分  73-76
    4.2.1 实验试剂和仪器  73-74
    4.2.2 抗体与纳米颗粒复合物连接  74-76
  4.3 实验结果  76-80
    4.3.1 标准曲线制作  76-77
    4.3.2 抗体与复合纳米颗粒连接  77-80
  4.4 本章小结  80-82
第五章结论和展望  82-84
参考文献  84-91

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