強(qiáng)熒光量子點(diǎn)的合成、性質(zhì)及其在生物標(biāo)記方面的應(yīng)用.pdf

1、熒光量子點(diǎn)由于其獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)和電學(xué)性質(zhì)，在光電器件和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。量子點(diǎn)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得以進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用的前提在于其優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)、良好的生物相容性和精確的生物靶向性。為實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，就必須對(duì)量子點(diǎn)表面所修飾的配體進(jìn)行精心的選擇和設(shè)計(jì)，以達(dá)到增強(qiáng)熒光、降低毒性和加強(qiáng)靶向識(shí)別的目的。除此之外，尋找新的生物相容性和環(huán)境友好性的量子點(diǎn)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)半導(dǎo)體量子點(diǎn)也是一條可選的路徑，比如碳量子點(diǎn)、硅量子點(diǎn)、磷化銦量子點(diǎn)等。本論文

2、根據(jù)以上兩點(diǎn)思路，在對(duì)熒光量子點(diǎn)的研究文獻(xiàn)進(jìn)行大量調(diào)研的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)開(kāi)展了以下幾點(diǎn)工作:首先，設(shè)計(jì)合成了具有獨(dú)特光學(xué)性質(zhì)和生物靶向性質(zhì)的水溶性硫化鎘量子點(diǎn)，研究了其熒光機(jī)理，并開(kāi)展了相應(yīng)的細(xì)胞標(biāo)記實(shí)驗(yàn)以證明其靶向性;其次，研究了最近才出現(xiàn)的新型碳量子點(diǎn)的熒光，提出了一種通過(guò)化學(xué)還原有效提升碳量子點(diǎn)熒光量子產(chǎn)率的方法，并研究了其熒光增強(qiáng)的機(jī)理;最后，開(kāi)展了水相伽馬射線輻照對(duì)碳量子點(diǎn)的影響作用研究，提出了一種通過(guò)控制水相輻照環(huán)境來(lái)實(shí)現(xiàn)碳量子

3、點(diǎn)的熒光增強(qiáng)或快速降解的可選方案。本論文的主要研究成果如下:
　　 1)通過(guò)點(diǎn)擊化學(xué)的方法，設(shè)計(jì)合成了一種含有1，2，3-三氮唑環(huán)的配體，并以此合成了水溶性硫化鎘量子點(diǎn)(TA-QDs)。TA-QDs具有540 nm和650 nm兩個(gè)熒光發(fā)射峰，分別來(lái)源于硫化鎘納米晶粒本身和配體與量子點(diǎn)通過(guò)表面配位作用形成的絡(luò)合物。在配體的保護(hù)下，TA-QDs的熒光在不同離子強(qiáng)度下和較寬的pH值范圍下保持穩(wěn)定。我們通過(guò)X射線光電子能譜，拉曼光譜以

4、及核磁共振氫譜研究了配體與量子點(diǎn)之間的配位作用;并通過(guò)電化學(xué)分析方法證明了1，2，3-三氮唑能與鎘離子形成絡(luò)合物。溴化乙啶競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)表明TA-QDs與DNA有強(qiáng)結(jié)合作用。細(xì)胞染色實(shí)驗(yàn)表明TA-QDs能選擇性標(biāo)記癌細(xì)胞的核仁部位，具有很強(qiáng)的靶向作用。
　　 2)發(fā)展了一種簡(jiǎn)捷有效的硼氫化鈉(NaBH4)化學(xué)還原方法，在不經(jīng)表面修飾的情況下，大幅度提升了碳量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度，其量子產(chǎn)率可達(dá)16％;結(jié)合水熱法后，NaBH4還原法能進(jìn)一

5、步將碳量子點(diǎn)的熒光量子產(chǎn)率提升至40％以上。核磁共振碳譜、拉曼光譜和X射線光電子能譜(XPS)分析結(jié)果表明硼氫化鈉處理后，碳量子點(diǎn)表面的羰基被還原成羧基，并且其表面缺陷成分增加，碳量子點(diǎn)表面非輻射再結(jié)合中心數(shù)量隨之下降。此外，XPS結(jié)果還顯示碳量子點(diǎn)的價(jià)帶頂(VBM)值隨著還原時(shí)間的增加而一直下降，碳量子點(diǎn)表面能帶彎曲程度加劇。碳量子點(diǎn)表面非輻射再結(jié)合中心數(shù)量的下降和表面能帶彎曲程度的加劇是量子點(diǎn)熒光增強(qiáng)的兩個(gè)原因。
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