厚壁型核-殼量子點(diǎn)的可控水相制備及其細(xì)胞標(biāo)記應(yīng)用.pdf

1、本論文發(fā)展了基于微波加熱的“一鍋法”CdTe/CdS核-殼型量子點(diǎn)的水相可控制備方法，不僅可以通過反應(yīng)條件的改變，準(zhǔn)確地合成具有不同CdS殼層厚度的量子點(diǎn)，而且可以在極短的時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)厚壁型CdTe/CdS核-殼量子點(diǎn)（殼層厚度大于3層）的制備；利用發(fā)射波長處于近紅外區(qū)域（700nm）的CdTe/CdS量子點(diǎn)作為熒光探針，通過具有細(xì)胞表面識別能力的生物分子進(jìn)行功能化后，實(shí)現(xiàn)了人體肺腺癌細(xì)胞（A549）的近紅外熒光標(biāo)記成像。另外，通過“表面

2、離子層吸附反應(yīng)”（SILAR）方法制備了一系列波長可控的CdTe/ZnSe核-殼型量子點(diǎn)。具體研究成果如下：
　　1.通過利用微波輔助水相合成方法，發(fā)展了CdS殼層厚度可控的CdTe/CdS核-殼型量子點(diǎn)的“一鍋法”制備技術(shù)，尤其是實(shí)現(xiàn)了厚壁型核-殼量子點(diǎn)的快速可控制備。已有的文獻(xiàn)報(bào)道中，厚壁型的核-殼量子點(diǎn)通常在有機(jī)相中進(jìn)行制備，存在著諸多的弊端，例如反應(yīng)條件苛刻、反應(yīng)時間很長（十幾小時）和產(chǎn)物不可控等。本文中我們采用了微波加熱

3、技術(shù)制備不同殼層厚度的核-殼型量子點(diǎn)，通過控制微波加熱的溫度和時間，僅在1-15min內(nèi)便可以快速制備殼層厚度在1-11層的CdTe/CdS核-殼型量子點(diǎn)，同時實(shí)現(xiàn)了對量子點(diǎn)的生長、尺寸和形貌結(jié)構(gòu)的精確控制。實(shí)驗(yàn)中探究了多種反應(yīng)條件對 CdTe/CdS量子點(diǎn)生長機(jī)制和熒光性能的影響，運(yùn)用紫外-可見吸收光譜（UV-vis）、熒光光譜（PL）、瞬態(tài)穩(wěn)態(tài)熒光光譜對產(chǎn)物的光學(xué)性能進(jìn)行了表征，利用透射電子顯微鏡（TEM）、高分辨透射電子顯微鏡（H

4、RTEM）、X射線光電子能譜（XPS）、X射線粉末衍射（XRD）對產(chǎn)物的形貌、結(jié)構(gòu)和成分進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，微波加熱“一鍋法”制備技術(shù)不僅對于量子點(diǎn)生長具有良好的可控性，而且制備的CdTe/CdS量子點(diǎn)具有一系列優(yōu)異的性能，如尺寸均一、分散性好、發(fā)射光譜在可見光至近紅外光區(qū)內(nèi)（530-920nm）連續(xù)可調(diào)、熒光量子效率高（可達(dá)85％）、光穩(wěn)定性高等。實(shí)驗(yàn)采用的微波水相合成方法，不僅可以快速可控制備得到多層的CdTe/CdS核-殼量

5、子點(diǎn)，而且能夠?qū)崿F(xiàn)此類材料的大規(guī)模工業(yè)化合成。
　　2.基于微波“一鍋法”制備的發(fā)光在近紅外區(qū)域（700nm）的CdTe/CdS核-殼型量子點(diǎn)，利用 N-(3-二甲氨基丙基)-N'-乙基碳二亞胺鹽酸鹽（EDC）將其與環(huán)肽 RGDyk相連，得到QDs-RGDyk探針，對人體肺腺癌細(xì)胞（A549）的細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行了近紅外成像；另外，通過相同的方法，用核酸適體（aptamer）對量子點(diǎn)進(jìn)行生物功能化，獲得QDs-aptamer探針，

6、實(shí)現(xiàn)了對A549細(xì)胞膜的特異性標(biāo)記，在近紅外光區(qū)清晰勾勒出A549細(xì)胞的輪廓。使用近紅外波長的量子點(diǎn)進(jìn)行熒光標(biāo)記可以有效避免生物體組織對光的自吸收，有利于實(shí)現(xiàn) A549細(xì)胞的高靈敏度檢測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，QDs-aptamer生物熒光探針相較與QDs-RGDyk，具有更好的標(biāo)記成像效果。
　　3.利用“水熱法”，結(jié)合“表面離子層吸附反應(yīng)”（SILAR）方法，成功克服了核、殼兩種材料間晶格失配度（14.4%）較大的難題，合成出具有高應(yīng)