荧光纳米材料在生命科学的应用及进展

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1、荧光纳米材料在生命科学的应用及进展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

2、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。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

3、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。荧光编码基因芯片技术、生物

4、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。谢谢