上转换荧光纳米材料在重金属检测中的应用

文章探讨了上转换荧光纳米材料在重金属检测领域的创新应用。上转换纳米材料凭借其独特的光学特性,如抗光漂白性、高稳定性、窄发射带宽及通过能级转换和能量传递实现的信号增强效应,展现出其在重金属离子高灵敏、高选择性检测方面的显著优势。此类材料成功实现了对重金属离子的特异性识别与捕获,尤其适合在复杂环境和生物组织深层进行准确检测。实例研究表明,上转换纳米探针在痕量重金属检测中表现出了优越的稳定性和重复使用性。

荧光纳米材料在食源性致病菌检测方面的应用进展

食源性致病菌是威胁人类健康的重要因素,严重威胁人类健康和社会经济。食源性致病菌的高效快速检测是其有效防治的基础。荧光纳米材料具有尺寸小、荧光性强、光稳定性好和生物相容性高等特性,可与各种检测方法结合,近年来在食源性致病菌检测方面的应用越来越广泛。该文对量子点、上转换纳米颗粒、金属纳米簇和碳点4种纳米材料在食源性致病菌检测方面的研究和应用进行综述,以期为食源性致病菌的快速检测提供参考。

新型有机荧光染料嵌合的核壳荧光纳米材料的研制

采用油包水的反相微乳液方法 ,首次以羊抗人免疫球蛋白 ( Ig G)标记的异硫氰酸荧光素 ( FITC)为核材料 ,成功地制备了 FITC的核壳荧光纳米颗粒 ,克服了采用传统方法制备核壳荧光纳米颗粒中存在的荧光染料泄露的问题 .制备的这种核壳荧光纳米颗粒比细胞小很多 ,且具有生物亲和性 ,可为纳米生物传感器件提供新型材料 .基于该核壳荧光纳米颗粒的标记方法也为生物医学提供了一种新型的非同位素分析方法 .

荧光纳米材料及其生物成像应用

荧光成像是生物医学研究领域应用最广的成像技术之一。随着纳米技术的快速发展,具有优良特性的荧光纳米材料不断涌现。相比于传统的荧光分子,荧光纳米材料具有光学稳定性高、形貌尺寸易调控、多功能化等优点。利用荧光纳米材料作为探针的生物荧光成像能够为研究者提供从细胞、离体组织到活体生物样本的结构和动态信息等方面全面细致的探测方法,成为当前材料、光学、生物医学等多学科交叉领域的研究热点。结合近年来荧光纳米材料及其生物成像应用的发展趋势以及本课题组前期的研究工作基础,归纳概述了几种类型荧光纳米材料的特性,包括基于有机荧光染料的纳米颗粒、半导体量子点、碳基荧光纳米材料以及稀土掺杂上转换发光纳米材料,结合具体例子介绍了荧光纳米材料在生物医学成像中的应用,并对其发展前景进行了展望。

荧光纳米材料在食源性致病菌检测中的应用研究进展

食源性致病菌与人类健康密切相关,食源性疾病爆发造成的社会经济损失不可估量。荧光纳米材料具有小尺寸效应、独特的荧光性能以及可以与各种类型检测方法相结合对食源性致病菌进行检测的特性,使得其在近几年来发展迅速。可用于食品安全领域的荧光纳米材料主要有量子点(quantum dots)、复合荧光二氧化硅纳米颗粒(the compact fluorescent silica nanoparticles)、金纳米簇(gold nanoclusters)和碳量子点(carbon quantum dots)4种。本文主要综述了这4种不同荧光纳米材料的特点及优势、荧光颗粒制备方法及在食源性致病菌检测领域的应用。

荧光纳米材料作为模拟酶在生化分析中的应用进展

荧光纳米材料主要包括荧光碳纳米材料、荧光金属纳米材料、多功能复合纳米材料和金属框架等,该材料不仅具有特定的荧光强度和较高的光稳定性,还具有纳米材料特有的量子效应、尺寸小等性质。近年来由于其高稳定性、低成本、易制备等特点逐渐成为模拟酶的优选材料,为食品、医疗和生化领域都带来了崭新的发展机遇。本文简要总结了近年来荧光纳米材料作为模拟酶在生化分析中的应用以及最新的研究进展,并对荧光纳米材料作为模拟酶的未来挑战和前景进行展望。

环糊精修饰g-C_(3)N_(4)荧光纳米材料的制备及在汗潜手印显现中的应用

目的为了寻找显现效果好且适用性更广的汗潜手印显现材料。方法以三聚氰胺为原料,通过高温缩聚法制备了只含碳与氮两种元素且不含金属元素的碳化氮(g-C_(3)N_(4))环保型荧光纳米材料,并使用3种环糊精对材料进行修饰以优化材料吸附性及荧光性。通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、环境扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、紫外光谱仪(UV-Vis)、荧光光谱仪(PL)及ZETA电位仪对材料的结构、光学性质及表面电位进行了表征。将制备的g-C_(3)N_(4)、β-CD-g-C_(3)N_(4)、HE-β-CD-gC_(3)N_(4)及HP-β-CD-g-C_(3)N_(4)荧光材料用于普通客体如载玻片、铁架台面、黑色磨砂实验台面、透明塑料表面、黑色皮革以及复杂客体如塑料包装纸、花纹瓷砖和书本封面等多种非渗透客体上的汗潜手印,并与市售红色及黄色荧光粉末的显现效果进行对比。结果g-C_(3)N_(4)、β-CD-g-C_(3)N_(4)、HE-β-CD-gC_(3)N_(4)及HP-β-CD-gC_(3)N_(4)荧光材料的激发波长为365 nm,发射波长为450 nm,材料表面为负电性,可用于多种客体上汗潜手印的显现,且显现效果良好。结论g-C_(3)N_(4)荧光材料制备方法简单,操作简便,且经过环糊精修饰后,荧光强度和吸附性增强,可有效显现多种非渗透性客体上的汗潜手印,为法庭科学手印显现材料的制备提供了一种新的思路。

荧光纳米材料YPO_(4)∶Sm^(3+)@YPO_(4)@聚乙二醇的构筑及其荧光性能

为了改善稀土磷酸盐的疏水性和荧光性能,利用水热和微波的方法构筑了双层荧光纳米材料YPO_(4)∶Sm^(3+)@YPO_(4)@PEG(PEG为聚乙二醇)。首先通过调控YPO_(4)∶Sm^(3+)与YPO_(4)的物质的量之比制备不同壳厚的核壳结构纳米发光材料YPO_(4)∶Sm^(3+)@YPO_(4),优选能够增强主体荧光性能的最佳物质的量之比。然后选用PEG进行包覆,得到YPO_(4)∶Sm^(3+)@YPO_(4)@PEG。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和荧光光谱对产物的结构、形貌和荧光性能进行了表征。结果表明:包覆前后的纳米荧光粉都具有单一的四方晶系(YPO_(4))结构,呈纳米球型,半径60-100 nm,包覆层的厚度10-20 nm。双层核壳结构的YPO_(4)∶Sm^(3+)@YPO_(4)@PEG的荧光强度比纳米荧光粉YPO_(4)∶Sm^(3+)增强了6倍多。可见该双层荧光纳米材料不仅具有亲水性和生物相容性,也增强了YPO_(4)∶Sm^(3+)的荧光强度。

微流控技术制备荧光纳米材料研究进展

荧光纳米材料因其独特的光学性能而被广泛用于传感、生物成像、离子检测等领域。微流控是一种能在微尺度上精确控制和操控流体的技术,近年来在有机合成、荧光材料制备、细胞检测、药物筛选等领域展现出重要的应用价值。本文以荧光纳米材料的制备为切入点,综述了微流控在该领域的研究进展。首先,根据反应器特征结构阐述了芯片微反应器、管式微反应器和离心式微反应器的特点及原理;进一步地,归纳整理了不同类型荧光纳米材料制备过程的典型例子,包括半导体纳米颗粒、碳点、钙钛矿纳米颗粒、稀土纳米材料、金属及氧化物复合纳米颗粒;最后,立足研究现状指出了该领域的挑战及研究方向。

荧光纳米材料SiNWs:Eu^(3+),Y^(3+)的制备及其红光发射特性

利用金属(Au-Al)作为催化剂,基于固-液-固生长机制,在单晶Si(100)表面生长出高密度、大面积的Si纳米线(Si NWs)。为了提高Si NWs:Eu^(3+)的红光发射强度,高温下利用Y^(3+)、Eu^(3+)共掺杂Si纳米线,制备了荧光纳米材料Si NWs:Eu^(3+),Y^(3+)。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和荧光光谱仪研究了该材料的物质特性。结果显示,在最佳激发波长为395 nm时,Si NWs:Eu^(3+),Y^(3+)荧光纳米材料最强荧光波长为619 nm(5D0→7F2)。同时还出现了576 nm(5D0→7F0)、596 nm(5D0→7F1)、658 nm(5D0→7F3)和708 nm(5D0→7F4)四条谱带。当Y^(3+)掺杂摩尔比例为2. 5%时,Eu^(3+)红光发射强度较未掺杂Y^(3+)时提高了约110%。分析认为,Eu^(3+)会占据Y^(3+)的两个位置:C2位和S6位。而C2位因缺少反演对称性,电偶极输运是允许的,所以对5D0→7F2态跃迁起到了增强的作用。此外,波长为619 nm处的红光发射峰值半高宽由未掺杂Y^(3+)时的10. 2 nm降低到了7. 2 nm,有利于提高样品在荧光检测中的灵敏度和分辨率。

新型荧光纳米材料在核酸和蛋白质检测中的应用

核酸是生物体内重要的遗传信息载体,在生命活动中起着存储和传递遗传信息的作用,决定着生物体的生长、遗传和变异等一系列重大的生命现象。蛋白质是生命活动的基础,许多重要的生命现象和生理活动都是通过蛋白质实现。蛋白质含量的变化与疾病息息相关,因此许多疾病相关蛋白的检测在病理学、基因组学等方面有重要的参考价值。近年来,随着纳米生物技术的发展,荧光纳米材料低毒、易于合成、成本低等优势使其成为建立新型分析方法的有力工具。介绍了常见的荧光纳米材料在核酸和蛋白荧光分析中的应用。

一种新型荧光纳米材料的化学合成与临床效果分析

针对用于血清中尿酸含量检测的荧光纳米材料存在成本高和毒性大的问题,提出一种新型荧光纳米材料的制备。探讨了该荧光纳米材料用于血清中尿酸检测的可行性,对尿酸检测条件进行优化,并对荧光纳米材料检测尿酸的准确度和实际应用效果进行研究。结果表明:在反应温度为15℃、pH值为7.0的醋酸-醋酸钠缓冲液中反应2 min,尿酸对荧光纳米材料荧光强度猝灭率超过90%,其余金属阳离子和小分子对荧光纳米材料的猝灭率均小于5%。在浓度0.1~50μmol/L时,尿酸浓度与荧光纳米材料荧光强度猝灭率相关系数(R^(2))为0.99,检测限(LOD)为28nmol/L;与其他同类检测方法进行对比,荧光纳米材料检测尿酸的检测限较低,表现出较好的选择性和检测性能。用于实际血清样品分析,加标浓度为5、10和30μmol/L时,样品平均加标回收率为98.2%~101.1%,相对标准偏差(RSD)均未超过3%,表现出良好加标回收效果。

基于上转换荧光纳米材料免疫层析法快速检测甲硝唑的研究

为方便现场检测农产品中抗生素残留情况以及解决实验室检测样本量多时导致检测耗时长等问题,本文结合免疫层析技术和上转换发光纳米材料研制了一种可快速定量检测豆芽中甲硝唑残留量的试纸。通过对抗体偶联pH值优化,标记颗粒粒径筛选,包被浓度的确定,在最优条件下制备了上转换发光免疫层析试纸,该技术的方法检测限可达1.01 ng·mL,加标回收率为90.6%~99.7%,变异系数为3.5%~19.4%,检测时间为10 min。

基于新型荧光纳米材料的侧流免疫层析技术研究进展

侧流免疫层析(LFIA)作为非常有潜力的即时检测技术,已广泛应用于食品安全、环境监测以及临床诊断等领域。荧光LFIA结合荧光检测灵敏度高和免疫检测特异性高等特点,克服了传统金标LFIA颜色信号单一、灵敏度低等不足。聚集诱导发光材料(AIEgens)、上转换发光纳米颗粒(UCNPs)和金属纳米团簇因具有发光效率高、易制备、生物安全性好、检测灵敏度高等优点,促使LFIA被越来越多的应用于如病毒、致病菌及生理指标的检测,农药残留、抗生素等的快速检测以及环境监测等,成为快速、定量检测领域的研究热点。本文介绍了荧光LFIA的基本原理,归纳了基于上述新型荧光纳米材料的LFIA在快速检测领域的最新研究进展,并对荧光LFIA技术的研究方向与发展前景进行了分析和展望。

纳米材料在食品检验鉴定中的应用研究进展

食品安全直接影响到国家安全稳定和人民群众的身心健康。食品检验鉴定技术在食品领域的违法犯罪案件中发挥着重要证据固定作用。近年来,运用纳米材料可以使食品检测更加简便、灵敏、高效。本文主要从纳米材料修饰的电化学传感器、荧光纳米材料和荧光染料修饰的适配体传感器和纳米表面增强拉曼光谱分析技术三方面介绍了纳米材料在食品检测鉴定中的应用研究,并对纳米技术在食品检测方面的发展趋势进行了总结和展望。

荧光SiO_2纳米材料在生物成像中的应用

纳米技术实现了在分子和原子水平上对生命科学进行研究。将有机荧光染料包覆到无机纳米材料中,所制得的核壳型复合纳米材料可应用到生物医药学等领域。论述了基于SiO_2的核壳型荧光纳米材料的性能,由于其成本较低,便于制备与表征,且具有优于传统材料的特性而被广泛应用于荧光生物成像。

纳米材料的应用

纳米材料由于其特征的结构层次具有表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应 ,宏观量子隧道效应等特性 ,使拥有了一系列新颖的物理和化学特征 ,在众多研究领域中具有非常重要的应用价值。文中结合自己的工作对纳米材料的发展及应用进行了综述。

一种荧光纳米检测材料的制备及应用性能试验

针对传统重金属测定方法精度低和其他重金属的干扰,提出一种荧光纳米传感器材料的检测方法,,并对其性能进行了测试。结果表明,当待测体系内存在铜离子时,荧光纳米材料中的荧光开始淬灭。当体系内铜离子浓度提升至70μmol/L时,荧光纳米材料内的硅纳米粒子荧光发射峰几乎完全淬灭;在0~1μmol/L时,荧光强度与铜离子的线性关系良好,相关系数(R 2)大于0.99,最低检出限为0.01μmol/L,且传感器检测性能不受其他重金属离子影响;在pH值为4~8时,经过紫外光光照连续照射60 min,且在室温条件下放置30 d后,荧光纳米材料的荧光强度几乎不发生变化,加标回收率约为95%~105%,相对标准偏差(RSD)为1.4%~3.6%,表现出良好的综合性能。

纳米材料在食源性致病菌检测的研究进展

食品安全问题已经成为全球研究热点问题之一,其中由食源性致病菌引起的食源性疾病频发,对公众健康和财产造成重大的影响。近年来,人们的食品安全意识呈显著增强趋势,食源性致病菌引起的食品安全问题引起了广泛关注。纳米材料具有高灵敏度、高选择性、便携性和低成本等优点,越来越广泛地应用于食源性致病菌的检测,逐渐能够取代传统的检测方式。因此,本文结合近些年国内外的纳米材料在食源性致病菌检测中的研究,综述了不同类型的纳米材料用于检测食源性致病菌的检测原理及其应用。此外,本文讨论了该领域中的研究挑战和前景,以期为今后食品安全提供保障,及时发现不合格、不健康、不安全的食品中的食源性致病菌。

NaYF_4:Yb,Er上转换荧光纳米颗粒的合成及表面修饰

以稀土硬脂酸盐为前驱体,利用热分解法在液体石蜡-油酸体系中合成出具有较高发光强度的NaYF4∶Yb,Er上转换荧光纳米颗粒.通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)以及荧光光谱对纳米颗粒进行了表征,推断出该合成反应的机理为固-液两相反应.详细探讨了反应时间、温度以及溶剂组成对纳米颗粒荧光性能的影响.通过Lemieux-von Rudloff试剂将包覆有油酸分子的纳米颗粒表面羧基化修饰,使纳米颗粒具有良好的水溶性.