第1章 绪论 1
1.1 探针与生物标记技术 1
1.2 纳米材料与生物标记 3
1.2.1 纳米科技与纳米材料 3
1.2.2 用于生物标记的几种纳米颗粒 4
1.3 无机纳米探针的主要类型及其应用进展 6
1.3.1 金纳米颗粒 6
1.3.2 发光量子点 8
1.3.3 稀土掺杂的发光纳米颗粒 11
1.3.4 磁性纳米颗粒 13
1.3.5 荧光碳纳米颗粒 14
1.4 无机纳米探针的应用前景 15
参考文献 17
第2章 金属纳米探针 22
2.1 引言 22
2.2 金属纳米颗粒的性质 22
2.2.1 基本效应 22
2.2.2 物理特性 24
2.2.3 化学特性 27
2.3 金属纳米颗粒的制备 28
2.3.1 物理法 29
2.3.2 化学法 30
2.3.3 生物学法 34
2.4 金属纳米颗粒的表征 44
2.4.1 尺度及微观结构测量 44
2.4.2 表面分析 45
2.4.3 化学成分分析 46
2.5 金属纳米颗粒的表面修饰 46
2.5.1 表面修饰方法 47
2.5.2 常用的表面修饰剂 48
2.6 金属纳米颗粒作为探针的应用 52
2.6.1 在核酸检测中的应用 52
2.6.2 在蛋白质检测中的应用 59
2.6.3 在免疫分析中的应用 60
2.6.4 在细胞成像中的应用 64
2.6.5 在其他领域中的应用 68
参考文献 75
第3章 量子点光学探针 81
3.1 引言 81
3.2 量子点的合成 83
3.2.1 有机金属合成法 83
3.2.2 水相合成法 85
3.2.3 溶胶－凝胶法 88
3.2.4 微乳液法 89
3.2.5 仿生法 89
3.2.6 其他方法 91
3.3 量子点的表面修饰 92
3.3.1 无机壳层修饰法 92
3.3.2 有机配体修饰法 95
3.4 量子点探针的应用 98
3.4.1 量子点作为生物探针的应用 98
3.4.2 量子点作为离子探针的应用 115
3.4.3 量子点作为小分子探针的应用 123
3.4.4 基于荧光增强的量子点“开关”荧光探针 126
3.4.5 量子点光电化学探针在化学、生物物质检测中的应用 128
参考文献 131
第4章 稀土下转换发光纳米探针 139
4.1 引言 139
4.2 稀土发光纳米材料简介 140
4.2.1 稀土材料的发光特性 140
4.2.2 研究进展 140
4.3 稀土下转换发光纳米材料分类 141
4.3.1 氧化物基质纳米颗粒 141
4.3.2 含氧酸盐基质纳米颗粒 142
4.3.3 氟化物基质纳米颗粒 148
4.3.4 羟基磷灰石基质的纳米发光材料 150
4.3.5 多元基质的纳米复合物 150
4.4 稀土下转换发光纳米颗粒的合成 151
4.4.1 固相合成法 151
4.4.2 液相合成法 152
4.5 稀土下转换发光纳米颗粒的表面修饰 158
4.5.1 有机分子修饰 159
4.5.2 硅烷化修饰 163
4.6 稀土下转换发光纳米颗粒的应用 166
4.6.1 对生物分子的标记及免疫分析应用 166
4.6.2 细胞标记成像 173
4.6.3 在发光共振能量转移中的应用 178
4.6.4 在药物传输及肿瘤治疗中的应用 180
4.6.5 在其他方面的应用 182
参考文献 182
第5章 稀土上转换发光纳米探针 187
5.1 引言 187
5.2 上转换发光机理 187
5.2.1 激发态吸收 188
5.2.2 能量传递 189
5.2.3 光子雪崩 193
5.3 稀土上转换发光材料简介 194
5.3.1 上转换发光材料的组成 194
5.3.2 上转换发光材料的种类 195
5.3.3 上转换发光纳米颗粒在生物分析中的应用前景 197
5.4 稀土上转换发光纳米颗粒的合成 198
5.4.1 共沉淀法 198
5.4.2 热分解法 201
5.4.3 水热法 207
5.4.4 溶剂热法 210
5.4.5 其他方法 214
5.4.6 合成方法小结 217
5.5 稀土上转换发光纳米颗粒的表面修饰 218
5.5.1 无机壳层修饰法 219
5.5.2 有机配体修饰法 223
5.6 稀土上转换发光纳米颗粒的生物应用 227
5.6.1 芯片上免疫反应的检测 227
5.6.2 细胞成像 227
5.6.3 组织及活体成像 234
5.6.4 多模式成像 245
5.6.5 光动力理疗 250
5.6.6 基于发光共振能量转移的生物检测 252
5.6.7 基于磁性分离的生物检测 258
参考文献 259
第6章 磁性纳米探针 264
6.1 磁性简介 264
6.2 磁性纳米颗粒的合成 264
6.2.1 沉淀法 265
6.2.2 水／溶剂热法 265
6.2.3 溶胶－凝胶法 267
6.2.4 微波辅助加热法 267
6.2.5 其他方法 269
6.3 磁性纳米颗粒的表面修饰 269
6.3.1 硅烷化修饰 270
6.3.2 高分子聚合物修饰 270
6.3.3 有机小分子修饰 274
6.4 磁性纳米颗粒的应用 274
6.4.1 磁共振成像 274
6.4.2 药物输送 275
6.4.3 生物分离 276
6.4.4 靶向热疗 278
6.5 与其他纳米颗粒的复合 279
6.5.1 磁性纳米金 279
6.5.2 磁性量子点 288
6.5.3 磁性稀土发光纳米材料 298
参考文献 307
第7章 荧光碳纳米探针 310
7.1 荧光碳点 310
7.1.1 荧光碳点的制备 311
7.1.2 荧光碳点制备技术的新进展 320
7.1.3 荧光碳点的应用 324
7.2 纳米金刚石 344
7.2.1 纳米金刚石的制备 344
7.2.2 荧光纳米金刚石的应用 347
参考文献 350
索引 354