NaYF4-Yb,Er的水溶性高聚物包覆及其熒光標(biāo)記應(yīng)用.pdf

1、稀土納米材料，綜合了稀土材料的光學(xué)特性和納米材料的小尺寸效應(yīng)，在生物標(biāo)記領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。以六方晶型NaYF4為基質(zhì)，稀土共摻雜的熒光材料是發(fā)光效率最高的熒光材料之一。但NaYF4本身在水中的分散性能較弱，而合成過(guò)程中使用的表面活性劑等物質(zhì)更使其難溶于極性溶劑，阻礙了其生物應(yīng)用，所以對(duì)NaYF4進(jìn)行表面修飾十分重要。在本文中，首先低溫油相合成了NaYF4基質(zhì)材料并進(jìn)行稀土摻雜，然后運(yùn)用原位聚合法將三種水溶性高聚物聚丙烯酸(PAA)聚

2、乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚丙烯酰胺（PAM）修飾到其表面。此外，為消除有機(jī)配體帶來(lái)的熒光猝滅，本文在對(duì)其進(jìn)行水溶性高聚物修飾之前先對(duì)其進(jìn)行NaYF4無(wú)機(jī)殼層的包覆，合成了綜合性能更佳的NaYF4∶Yb，Er/NaYF4/Polymer納米復(fù)合材料。最后，選擇了PAA修飾的納米粒子，將其與癌胚抗原(CEA)抗體相連。本課題按照如下幾個(gè)方面展開(kāi):
　　首先，采用油水界面法在常溫下制備了六方晶型的基質(zhì)材料NaYF4納米粒子，在此基礎(chǔ)上摻

3、雜稀土離子，然后在其表面進(jìn)行NaYF4無(wú)機(jī)殼層的包覆，制備了上轉(zhuǎn)換發(fā)光的NaYF4∶Yb，Er/NaYF4納米粒子。對(duì)稀土發(fā)光材料用X射線衍射(XRD)，透射電子顯微鏡(TEM)，傅里葉變換紅外光譜FTIR)和熒光光度計(jì)(fluorescencespectroscopy)進(jìn)行表征。結(jié)果表明:NaYF4∶Yb，Er/NaYF4是粒徑約12nm六方晶形納米晶，且相比于NaYF4∶Yb，Er納米粒子，其熒光強(qiáng)度大幅度增強(qiáng)，但是納米粒子外部被表

4、面活性劑油酸鈉所包裹，有進(jìn)一步表面修飾的必要。
　　其次，采用原位聚合法將三種不同的水溶性高聚物修飾到納米粒子表面:①采用過(guò)氧化氫和亞硫酸鐵為引發(fā)劑制備了NaYF4∶Yb，Er/NaYF4/PAA納米粒子(NPs)，結(jié)果表明當(dāng)反應(yīng)溫度在0℃，丙烯酸單體含量為8.0wt％，反應(yīng)時(shí)間130min時(shí)，納米粒子微觀形貌最佳，顆粒直徑在約90nm。復(fù)合粒子在去離子水中的分散良好，能夠保持45天不沉降，并且材料的熒光強(qiáng)度沒(méi)有受到太大影響。②采

5、用叔丁基過(guò)氧化氫和亞硫酸鈉為引發(fā)劑制備了NaYF4∶Yb，Er/NaYF4/PVPNPs，結(jié)果表明當(dāng)反應(yīng)溫度在60℃，乙烯基吡咯烷酮單體含量為12.0wt％，反應(yīng)時(shí)間150min時(shí)，納米粒子微觀形貌比較對(duì)稱(chēng)，表面較光滑。顆粒直徑約130nm。復(fù)合粒子在去離子水中的分散良好，能夠保持13天不沉降，并且材料的熒光強(qiáng)度幾乎沒(méi)有發(fā)生改變。③采用過(guò)氧化氫和亞硫酸鐵為引發(fā)劑制備了NaYF4∶Yb，Er/NaYF4/PAMNPs，結(jié)果表明當(dāng)反應(yīng)溫度在

6、0℃，丙烯酰胺單體含量為14.0wt％，反應(yīng)時(shí)間250min時(shí)，納米粒子微觀形貌最佳，顆粒直徑在110nm左右。復(fù)合粒子在去離子水中的分散良好，能夠保持28天不沉降，而材料的熒光強(qiáng)度稍有減弱。
　　最后，本實(shí)驗(yàn)還嘗試了將NaYF4∶Yb，Er/NaYF4/PAANPs與癌胚抗原(CEA)抗體的共價(jià)結(jié)合，觀察結(jié)合前后熒光強(qiáng)度的變化，用凝膠電泳證明它們的相互結(jié)合。結(jié)果顯示，NaYF4∶Yb，Er/NaYF4/PAANPs確實(shí)已經(jīng)和CE