1、論文首先綜述了化學發(fā)光、化學發(fā)光免疫分析、金屬納米材料的制備和性質(zhì)及其在免疫分析中的應用的研究現(xiàn)狀。雖然化學發(fā)光的基礎理論和免疫分析應用有著多年的研究歷史，但一直一來，有關化學發(fā)光的研究局限于分子和離子水平。最近，金屬納米粒子直接或者間接參與的化學發(fā)光受到了研究者的關注。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)金屬納米粒子能夠作為化學發(fā)光反應的催化劑、還原劑、微尺度反應平臺和能量接受體參與化學發(fā)光。但是，目前已經(jīng)開發(fā)的納米化學發(fā)光體系仍然十分有限，其中大部分體系的發(fā)光

2、量子產(chǎn)率較低，很難應用于分析測定。同時，有關納米粒子可控的化學發(fā)光反應的研究還鮮見報道。另一方面，隨著納米化學發(fā)光的研究發(fā)展，基于金屬納米標記的化學發(fā)光免疫分析開始起步。目前的報道仍局限于“溶出”化學發(fā)光免疫分析方法。它需要苛刻的條件溶解金屬納米，方法復雜，難以在實際中獲得應用。而直接利用金屬納米催化化學發(fā)光反應的非溶出化學發(fā)光免疫分析的報道卻很少見。基于此，本論文以納米金和納米鉑為研究對象，從納米的粒徑大小、分散介質(zhì)兩個角度，設計了兩

3、個納米化學發(fā)光新體系，探索了這些體系的化學發(fā)光行為、規(guī)律和機理，詳細研究了納米材料對化學發(fā)光體系的調(diào)控作用。同時，基于納米金的化學發(fā)光特性，研究了其在非溶出化學發(fā)光免疫分析中的應用。主要研究內(nèi)容如下： 1.發(fā)現(xiàn)小粒徑納米金(直徑小于5 nm)能夠抑制魯米諾-鐵氰化鉀體系的化學發(fā)光；而大粒徑納米金(直徑大于10 nm)能夠增強該體系的化學發(fā)光，其中直徑為25 nm的納米金對體系的化學發(fā)光具有最大的增強作用。分析了其化學發(fā)光光譜，發(fā)

4、現(xiàn)其發(fā)光體仍然為激發(fā)態(tài)的3-氨基鄰苯二甲酸根離子(AP2-)。研究了反應前后的紫外-可見吸收光譜和X-射線光電子能譜(XPS)、魯米諾和鐵氰化鉀濃度對化學發(fā)光的影響以及納米金溶膠的熒光猝滅效率，提出了化學發(fā)光增強和抑制作用的可能機理。推測小粒徑納米金對化學發(fā)光的抑制作用可能源于其競爭消耗鐵氰化鉀以及對發(fā)光體AP2-具有相對較高的猝滅效應。相反地，大粒徑納米金對該體系化學發(fā)光的增強作用很可能是由于納米金對魯米諾化學發(fā)光反應中的電子轉(zhuǎn)移過程

5、具有催化作用，同時大粒徑納米金對發(fā)光體AP2-的猝滅作用相對較弱。納米金對化學發(fā)光反應的增強和抑制作用與其粒徑大小具有明顯依賴性，為開發(fā)新型納米化學發(fā)光增強劑和抑制劑提供了一個新的研究思路。 2.發(fā)現(xiàn)納米鉑和乙醇同對存在時能夠誘導堿性光澤精溶液產(chǎn)生廷遲強化學發(fā)光現(xiàn)象?；瘜W發(fā)光的“誘導期”與注射的納米鉑濃度具有明顯的相關性。從注射到出現(xiàn)最大化學發(fā)光強度之間的時間(Tp)與納米鉑濃度具有很好的指數(shù)關系；而最大化學發(fā)光強度與納米鉑濃度

6、之間存在良好的線性關系。利用紫外-可見吸收光譜、熒光光譜和化學發(fā)光光譜鑒定了光澤精的反應產(chǎn)物和發(fā)光體，發(fā)現(xiàn)體系的發(fā)光體為激發(fā)態(tài)的N-甲基吖啶酮(NMA)。實驗還對化學發(fā)光反應過程中，光澤精及其產(chǎn)物NMA的濃度變化進行了實時檢測。結果表明納米鉑和乙醇參與的光澤精化學發(fā)光反應是一個自催化反應。采用透射電子顯微鏡、XPS和核磁共振光譜(NMR)等表征手段對自催化化學發(fā)光機理進行了研究。結果表明，納米鉑在體系中作為一個全局催化劑，不僅催化乙醇氧

7、化為乙醛，同時還催化乙醛對光澤精化學發(fā)光的增強作用；而乙醇是納米鉑催化反應的一個引發(fā)劑。與乙醇類似，甲醇、乙二醇和正丙醇也能與納米鉑共同作用產(chǎn)生光澤精自催化化學發(fā)光。這是首次在納米參與的化學發(fā)光反應中觀察到自催化現(xiàn)象。該體系的強光發(fā)射有望進一步用于生物分析和“冷光源”的構造。 3.基于魯米諾-硝酸銀-納米金化學發(fā)光體系，建立了一種微孔板化學發(fā)光免疫分析方法測定人免疫球蛋白G(IgG)。采用聚苯乙烯微孔板同時作為免疫反應的固相載體

8、和化學發(fā)光檢測容器。一抗(羊抗人IgG)首先包被在微孔板中，然后將抗原(人IgG)和納米金標記的二抗先后結合到微孔板中，形成夾心式免疫復合物。標記的納米金能夠誘導魯米諾和硝酸銀之間的反應，產(chǎn)生光發(fā)射。通過凝絮實驗確定形成穩(wěn)定的納米金-蛋白質(zhì)生物復合物所需的最小抗體濃度。實驗還對一些化學發(fā)光檢測條件進行了優(yōu)化，包括魯米諾溶液pH、魯米諾和硝酸銀溶液濃度等。在優(yōu)化的條件下，體系的化學發(fā)光強度與人IgG濃度的對數(shù)之間存在良好的線性關系，線性范

9、圍為25～5000 ng/mL，按三倍信噪比(S/N=3)計算檢測限為12.8 ng/mL(～80 pM)。與其它報道的金標化學發(fā)光免疫分析方法相比，該方法避免了苛刻的溶出步驟以及難以控制的合成過程，使得方法更簡單、省時、易于自動化。該化學發(fā)光免疫分析方法可望用于檢測臨床重要的生物活性物質(zhì)。 4.建立了一種基于金標銀染的非溶出微孔板化學發(fā)光免疫分析方法測定人IgG，首先將一抗(羊抗人IgG)固載到聚苯乙烯微孔板中，然后相繼結合抗

10、原(人IgG)和金標二抗，形成夾心式免疫復合物。標記的納米金能夠催化對苯二酚還原乙酸銀為單質(zhì)銀，并沉積在納米金表面，之后直接采用魯米諾-過氧化氫化學發(fā)光體系進行檢測。實驗詳細研究了銀染時間對化學發(fā)光響應的影響。對于不同的銀染時間，可以分別獲得增強和抑制化學發(fā)光響應。在此基礎上，初步建立了增強和抑制兩種模式的化學發(fā)光免疫分析。實驗分別對增強模式和抑制模式下的化學發(fā)光條件進行了優(yōu)化，包括魯米諾的緩沖介質(zhì)、pH以及魯米諾和過氧化氫的濃度。在優(yōu)