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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