一种双通道检测生物标志物的上转换纳米颗粒组及其制备方法和应用技术

本申请属于荧光材料技术领域，尤其涉及一种双通道检测生物标志物的上转换纳米颗粒组及其制备方法和应用。本申请提供了一种双通道检测生物标志物的上转换纳米颗粒组，包括羧基修饰的第一上转换纳米颗粒和羧基修饰的第二上转换纳米颗粒；NaYF4@NaYbF4:Er@NaYF4的壳层修饰有羧基；NaGdF4:Yb/Tm@NaNdF4:Yb@NaGdF4的壳层修饰有羧基。本申请的上转换纳米颗粒组应用在生物标志物的检测中，可实现双激发

【技术实现步骤摘要】
一种双通道检测生物标志物的上转换纳米颗粒组及其制备方法和应用


[0001]本申请属于荧光材料
，尤其涉及一种双通道检测生物标志物的上转换纳米颗粒组及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]高通量多重免疫测定有助于同时检测单个样品中的多种分析物，并减少测定时间和成本。最近，具有超高灵敏度的生物标志物的检测技术由于在早期疾病诊断中的巨大作用引起了广泛的关注。临床诊断也越来越需要测量多种疾病的多种生物标志物。目前，酶联免疫吸附试验(ELISA)仍被认为是临床生物标志物检测中最成熟的商业化方法，并被广泛研究。酶联免疫吸附法又分为直接法、竞争性法、双抗夹心法等，本申请是基于双抗夹心酶联免疫吸附法进行改进的。双抗夹心酶联免疫吸附法是先在微孔板等固相支持物上形成抗原抗体复合物，再将酶标抗体加入抗原抗体复合物中，通过底物使酶显色来达到检测目的，过程如图2所示，图2为现有技术的双抗夹心酶联免疫吸附法的示意图。这种技术中，抗原的浓度由显色的吸光度(OD值)计算得到。然而，由于传统的基于催化反应的ELISA的可靠性对于超灵敏的多重试验并不令人满意，因为酶的稳定性有限、可能存在颜色干扰并且信号的产生耗时较长，此外，酶在高温下易失活，在低温下活性会降低，在酸碱、重金属的存在下也会失活，因此传统的基于酶的方法对实验条件、试剂储存条件极为苛刻，又因为酶联免疫吸附法是基于吸收光的信号，灵敏度有局限。

技术实现思路

[0003]鉴于此，本申请提供了一种双通道检测生物标志物的上转换纳米颗粒组及其制备方法和应用，可实现双激发/>‑
双发射
‑
双检测的同时特异性检测生物标志物。
[0004]本申请第一方面提供了一种双通道检测生物标志物的上转换纳米颗粒组，包括：
[0005]羧基修饰的第一上转换纳米颗粒和羧基修饰的第二上转换纳米颗粒；
[0006]所述第一上转换纳米颗粒以NaYF4基质的纳米颗粒为内核，在所述内核外依次包覆有Er
3+
掺杂的NaYbF4基质的纳米颗粒的中间壳层和NaYF4基质的纳米颗粒的表面壳层，构成Yb
3+
和Er
3+
共掺杂的NaYF4@NaYbF4:Er@NaYF4的核壳纳米颗粒；
[0007]所述第二上转换纳米颗粒以掺杂有Yb
3+
和Tm
3+
的以NaGdF4基质的纳米颗粒为内核，在所述内核外依次包覆有Yb
3+
掺杂的NaNdF4基质的纳米颗粒的中间壳层和NaGdF4基质的纳米颗粒的表面壳层，构成Nd
3+
、Yb
3+
和Tm
3+
共掺杂的NaGdF4:Yb/Tm@NaNdF4:Yb@NaGdF4的核壳纳米颗粒的核壳纳米颗粒；
[0008]所述NaYF4@NaYbF4:Er@NaYF4的纳米颗粒表面修饰有羧基；所述NaGdF4:Yb/Tm@NaNdF4:Yb@NaGdF4的纳米颗粒表面修饰有羧基。
[0009]另一实施例中，所述第一上转换纳米颗粒在近红外光980nm波长激发下发出一种颜色的荧光；所述第二上转换纳米颗粒在近红外光808nm波长激发下发出另一种颜色的荧
基质的纳米颗粒内核，然后采用热分解法在所述内核的表面依次包覆有Yb
3+
掺杂的NaNdF4基质的纳米颗粒的中间壳层和NaGdF4的纳米颗粒的表面壳层。
[0026]具体的，所述第一上转换纳米颗粒的制备方法可采用现有常规方法制备；步骤1中，所述第一上转换纳米颗粒的制备方法包括：
[0027]1、采用共沉淀法制备NaYF4基质的纳米颗粒，形成NaYF4纳米颗粒；
[0028]2、采用热分解法制备以NaYF4基质的纳米颗粒为内核，在所述内核外包覆有Er
3+
掺杂的NaYbF4基质的纳米颗粒的中间壳层，形成NaYF4@NaYbF4:Er纳米颗粒；
[0029]3、采用热分解法制备以NaYF4基质的纳米颗粒为内核，在所述内核外依次包覆有Er
3+
掺杂的NaYbF4基质的纳米颗粒的中间壳层和NaYF4基质的纳米颗粒的表面壳层，构成Yb
3+
和Er
3+
共掺杂的NaYF4@NaYbF4:Er@NaYF4。
[0030]更具体的，所述第一上转换纳米颗粒的制备方法包括：
[0031]1、NaYF4合成方法为共沉淀法。取油酸和1
‑
十八烯与双颈烧瓶，加入醋酸钇(III)的水溶液升温到150℃并持续反应50min。反应结束将体系温度自然降温到45℃并保持稳定。加入氟化铵与氢氧化钠的混合甲醇溶液。1.5h后将溶液升温至甲醇全部挥发。最后在烧瓶中通入氩气气流保护，并将反应温度升高至280
‑
310℃反应1h后冷却至室温。加入无水乙醇使纳米颗粒沉淀析出，并在6000
‑
14000rpm转速下进行离心3
‑
20min至纳米颗粒附着在离心管壁后，将上清液倒出加入4mL环己烷重新分散，备用。
[0032]2、NaYF4@NaYbF4:Er的合成方法是热分解法。先将油酸和1
‑
十八烯加入双颈烧瓶，再加入三氟乙酸镱、三氟乙酸铒和三氟乙酸钠，搅拌下加热至110
‑
130℃至溶液呈黄色，抽真空30min后得到NaYbF4:Er壳层前驱体。在另一个双颈烧瓶中加入油酸和1
‑
十八烯，加入NaYbF4:Er前驱体以及上述方法制备的NaYF4纳米颗粒溶液，加热到110
‑
130℃后维持1h，抽真空10
‑
30min，以抽真空没有气泡产生为准，然后在氩气保护下迅速升温到280
‑
310℃保持1h。冷却到室温后，加入无水乙醇使纳米颗粒聚沉，以6000
‑
14000rpm转速离心3
‑
20min，弃去上层废液后将该纳米颗粒分散于环己烷，备用。
[0033]3、NaYF4@NaYbF4:Er@NaYF4的合成方法是热分解法。先将油酸和1
‑
十八烯加入双颈烧瓶，再加入三氟乙酸钇和三氟乙酸钠，搅拌下加热至110
‑
130℃至溶液呈黄色，抽真空30min后得到NaYF4壳层前驱体。在另一个双颈烧瓶中加入油酸和1
‑
十八烯，加入NaYF4前驱体以及上述方法制备的NaYF4@NaYbF4:Er溶液，加热到110
‑
130℃后维持45min，抽真空10
‑
30min，以抽真空没有气泡产生为准，然后在氩气保护下迅速升温到280
‑
310℃保持1h。冷却到室温后，加入无水乙醇使纳米颗粒聚沉，以6000
‑
14000rpm转速离心3
‑
20min，弃去上层废液后将该纳米颗粒分散于环己烷，备用。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双通道检测生物标志物的上转换纳米颗粒组，其特征在于，包括：羧基修饰的第一上转换纳米颗粒和羧基修饰的第二上转换纳米颗粒；所述第一上转换纳米颗粒以NaYF4基质的纳米颗粒为内核，在所述内核外依次包覆有Er
3+
掺杂的NaYbF4基质的纳米颗粒的中间壳层和NaYF4基质的纳米颗粒的表面壳层，构成Yb
3+
和Er
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共掺杂的NaYF4@NaYbF4:Er@NaYF4；所述第二上转换纳米颗粒以掺杂有Yb
3+
和Tm
3+
的以NaGdF4基质的纳米颗粒为内核，在所述内核外依次包覆有Yb
3+
掺杂的NaNdF4基质的纳米颗粒的中间壳层和NaGdF4基质的纳米颗粒的表面壳层，构成Nd
3+
、Yb
3+
和Tm
3+
共掺杂的NaGdF4:Yb/Tm@NaNdF4:Yb@NaGdF4；所述NaYF4@NaYbF4:Er@NaYF4的表面修饰有羧基；所述NaGdF4:Yb/Tm@NaNdF4:Yb@NaGdF4的表面修饰有羧基。2.根据权利要求1所述的上转换纳米颗粒组，其特征在于，所述第一上转换纳米颗粒在近红外光980nm波长激发下发出第一颜色的荧光；所述第二上转换纳米颗粒在近红外光808nm波长激发下发出第二颜色的荧光。3.根据权利要求1所述的上转换纳米颗粒组，其特征在于，所述第一上转换纳米颗粒的中间壳层中，所述Er
3+
离子的掺杂摩尔浓度为2％～100％。4.根据权利要求1所述的上转换纳米颗粒组，其特征在于，所述第二上转换纳米颗粒的内核中，所述Yb
3+
离子的掺杂摩尔浓度为5％～20％，所述Tm
3+
离子的掺杂摩尔浓度为0.5％～2％；所述第二上转换纳米颗粒的中间壳层中，所述Yb
3+
离子的掺杂摩尔浓度为5％～20％。5.根据权利要求1所述的上转换纳米颗粒组，其特征在于，所述第一上转换纳米颗粒为NaYF4@NaYbF4:Er@NaYF4，所述Er
3+
离子的掺杂摩尔浓度为2％；所述第二上转换纳米颗粒为NaGdF4:Yb/Tm@NaNdF4:Yb@NaGdF4，所述第二上转换纳米颗粒的内核中，所述Yb
3+
离子的掺杂摩尔浓度为20％，所述Tm
3+
离子的掺杂摩尔浓度为1％；所述第二上转换纳米颗粒的中间壳层中，所述Yb
3+

【专利技术属性】
技术研发人员：孙天瀛，郭铭禹，麻新健，曾兰香，高耀斌，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：