發(fā)光納米晶的油相體系合成、表面修飾與生物學(xué)應(yīng)用研究.pdf

1、無(wú)機(jī)發(fā)光納米晶作為新一代的熒光團(tuán)，在生物學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用展示了廣闊的前景。其中以半導(dǎo)體量子點(diǎn)和稀土摻雜上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米晶研究的最為廣泛。生物學(xué)應(yīng)用要求納米材料具有小尺寸，單分散，強(qiáng)發(fā)光，水溶性以及表面含有適合與生物分子結(jié)合的功能基團(tuán)。然而，良好分散性和高效發(fā)光的納米晶通常是在油相體系中合成，要想利用發(fā)光納米晶進(jìn)行生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用必須解決材料的水溶性與表面生物功能化的問(wèn)題。鑒于此，本論文基于油相體系合成的高品質(zhì)發(fā)光納米晶，采用不同策略對(duì)

2、發(fā)光納米晶進(jìn)行了表面修飾轉(zhuǎn)移油相納米晶到水相，同時(shí)實(shí)現(xiàn)納米晶的表面功能化，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行了初步的生物學(xué)檢測(cè)研究，取得的主要結(jié)果如下：
　　 (1)創(chuàng)新性的采用油水兩相溶液體系，借助于雙親聚合物包覆實(shí)現(xiàn)了CdSe/ZnSe核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)自油相到水相的相轉(zhuǎn)移。油水兩相中的聚合物包覆過(guò)程在油水兩相界面處完成，有效的減少了聚合物纏繞引起的量子點(diǎn)團(tuán)聚，實(shí)現(xiàn)了聚合物對(duì)量子點(diǎn)的無(wú)團(tuán)聚單分散包覆，獲得的水溶量子點(diǎn)具有長(zhǎng)時(shí)間的水溶穩(wěn)定性。聚合物

3、包覆過(guò)程通過(guò)紅外光譜與熱失重分析得到證實(shí)，透射電鏡和激光粒度分析儀對(duì)聚合物包覆量子點(diǎn)的表征結(jié)果表明獲得的水溶性量子點(diǎn)具有良好的分散性，均一的水力尺寸。吸收和發(fā)射光譜表明聚合物包覆過(guò)程對(duì)量子點(diǎn)的發(fā)射峰位和峰型沒(méi)有引起明顯的改變，維持了較高的量子產(chǎn)率。通過(guò)熒光微區(qū)成像技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)人血清蛋白的特異性檢測(cè)，證實(shí)這種方法獲得的聚合物包覆量子點(diǎn)具有較好的與生物分子偶聯(lián)的功能化基團(tuán)，適合于生物學(xué)標(biāo)記應(yīng)用。
　　 (2)發(fā)展了一種簡(jiǎn)便的Cd

4、Se/ZnSe/ZnS多殼層量子點(diǎn)的合成路線，在“一步法”合成CdSe/ZnSe量子點(diǎn)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步以CdSe/ZnSe為“核”表面生長(zhǎng)ZnS殼層，通過(guò)減少殼層的生長(zhǎng)步驟有效的簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)操作，縮短了實(shí)驗(yàn)周期，同時(shí)減少了原料的損耗，制備的CdSe/ZnSe/ZnS核/殼/殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)具有高量子產(chǎn)率。并且，為了潛在的生物學(xué)應(yīng)用，我們通過(guò)巰基酸進(jìn)行了表面配體交換修飾，使量子點(diǎn)具有水溶性和表面羧基功能團(tuán)，同時(shí)證實(shí)多殼層包覆能夠有效保護(hù)CdSe核

5、的發(fā)光性能。
　　 (3)我們選擇了具有兩種不同官能團(tuán)的親水配體小分子氨基磷酸做為取代劑，建立了配體交換修飾上轉(zhuǎn)換納米晶的方法。為使配體交換反應(yīng)順利進(jìn)行，設(shè)計(jì)了一種三種溶劑的混合反應(yīng)體系順利實(shí)現(xiàn)了納米晶表面配體的接觸反應(yīng)。配體交換過(guò)程通過(guò)傅立葉變換紅外光譜、熱失重分析證實(shí)；透射電鏡，動(dòng)態(tài)光散射，X-射線衍射以及光譜表征表明獲得的水溶性納米晶展示了小的尺寸，狹窄的粒徑分布以及強(qiáng)的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能。并且納米晶表面含有豐富的氨基，適合于