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稀土元素表现具有独特的光学性质,它可以通过光子的上转换过程将近红外长波长的激发光转换为短波长的可见光。上转换发光有许多优点,如低的自发荧光(无背景光),大的反斯托克位移,窄的发射带,高的光穿透性和时间分辨等。因此,上转换纳米材料可以提高荧光检测方法的选择性和灵敏度。我们主要研究上转换纳米材料的合成,化学改性以及在生物分析方面的应用。载体型化学传感器在生化分析中具有广泛应用,但它存在诸多缺陷,如灵敏度低,生物相容性差等,目前主要通过高分子修饰进行改性。我们的工作主要有以下四个方面：(1)将上转换纳米材料NaYF4:Er,Yb和显色离子载体ETH 5294与憎水性的高分子材料结合,得到了基于离子交换原理的光学传感膜,并测定了氯离子的浓度。实验结果表明该光学传感膜具有很好的稳定性和灵敏度,在生物医学分析方面具有良好的发展前景。(2)通过对立方形上转换纳米材料NaYF4:Er,Yb进行表面修饰,使其水溶性及生物兼容性大大提高。随后将其与多肽分子及荧光染料结合得到了一种新型免疫分析传感器。该传感器以上转换纳米材料做给体,罗丹明荧光染料做受体,通过改变中间连接蛋白的种类来实现免疫检测。(3)设计并制备了一种基于MMA-BA高分子聚合物和碳纳米复合材料的固接离子选择性电极,并检测了水中的Pb2+含量。该电极检测限低,稳定性高,在实际水样的检测中具有较高的应用价值。(4)合成了一种新型近红外荧光探针8-硝基苯-3,5-二哌啶-BODIPY (NPBDP)。研究表明该探针选择性高,生物毒性小,抗pH干扰能力强,光学性质稳定,可应用于细胞内脂滴的荧光检测和成像分析。