纳米材料,与传统的块状材料相比,具有独特的光学性质。例如,半导体量子点,与传统的荧光染料相比,具有很高的荧光量子产率;贵金属金银纳米粒子则具有极佳的荧光猝灭能力。这些材料被广泛的用于环境污染物和生物分子的检测应用。微球,作为商业化悬浮阵列芯片平台的核心材料,在高通量生物检测领域展现出优越的性能,该技术不仅检测快速,样品用量少,而且自动化程度高。然而,利用微球和纳米材料的结合来开发更高检测灵敏度的检测方法却鲜有报道。在本研究中,我们集中在利用微球,半导体量子点和贵金属金纳米粒子构建纳米复合材料体系以实现对包括生物硫醇和农药的检测。在生物硫醇的检测中,我们开发的基于流式方法的探针体系以荧光打开的方式实现了对生物硫醇的检测,检测灵敏度达到0.1μmol/L。此外,农药和重金属离子也被用来检验我们开发的纳米材料复合体系检测的一般性。实验结果表明,通过改变纳米材料表面的修饰分子,我们开发的检测平台可以用来检测不同的目标物。实验具体内容如下:1.在这一部分,我们首次开发了基于荧光打开模式的含硫农药的检测。该探针的构建首先是在聚苯乙烯微球表面通过静电吸附作用修饰上金纳米粒子,然后再同样通过静电吸附作用将荧光染料分子罗丹明B修饰在微球表面。由于金纳米粒子的存在,罗丹明B的荧光刚开始是被猝灭的,当将微球体系与含硫农药的自来水混合1分钟后,罗丹明B的荧光不仅打开了而且还会有增强效应。该体系成功的应用在自来水中添加有不同浓度农药福美双(10μmol/L,20μmol/L和30μmol/L)的高灵敏和高选择性检测,回收率分别为130.9%±2.05,78.80%±2.22和101.43%±0.90。2.在这部分,我们首次报道了基于流式技术的荧光打开模式的生物硫醇检测方法。我们的探针,聚苯乙烯/量子点/金纳米粒子,是通过静电作用依次将量子点和金纳米粒子分别修饰在聚苯乙烯微球表面。由于金纳米粒子的存在,探针里面的量子点荧光最开始是被猝灭的。在生物硫醇存在的情况下,探针的荧光被恢复了,对三种生物硫醇谷胱甘肽,半胱氨酸和同型半胱氨酸的检测灵敏度分别为0.5μmol/L,0.1μmol/L和0.3μmol/L。更为重要的是,每一个微球探针的荧光信号都可以通过流式细胞仪来采集,首次实现了基于单个微球的生物硫醇检测。此外,我们的探针被成功的应用到A549细胞内生物硫醇的成像检测,在生物应用方面展现出一定的潜力3.在最后一个部分,对利用微球和金纳米粒子和量子点开发的几种不同检测体系用于生物硫醇和含硫农药的检测进行了初步探索。第一个探针是通过将红色和绿色发射的量子点依次修饰在聚苯乙烯微球表面,其中铜离子可以同时猝灭这两种量子点的荧光。有趣的是,在生物硫醇存在的情况下,红色荧光量子点的荧光可以选择性的打开。此外,我们也开发了基于金纳米粒子的比色探针用于生物硫醇的检测。最开始,由于聚乙烯亚胺或聚二甲基二烯丙基氯化铵的存在,金纳米粒子会团聚,从而使探针溶液展现出蓝色。由于生物硫醇与金纳米粒子的作用比上述两种分子与金纳米粒子的作用更强,探针溶液的颜色在生物硫醇存在的情况下会变成酒红色。