水溶性量子點的合成、生物效應(yīng)及在光動力治療中的探索.pdf

1、隨著量子點(quantum dots，QDs)在化學、生物、藥物和醫(yī)學診斷等領(lǐng)域的深入研究和廣泛應(yīng)用，高質(zhì)量、多功能膠體納米晶體量子點的水相合成得到了極大的發(fā)展。此外，量子點的生物效應(yīng)也得到廣大研究者們的關(guān)注。本論文重點在綠色、一步水熱和一步回流摻雜等方法合成水溶性量子點方面進行了有益地探索，在此基礎(chǔ)上研究了量子點對DNA、牛血清白蛋白(BSA)和細菌細胞等影響，并相應(yīng)提出了量子點可能的作用機制；同時利用量子點較大的雙光子吸收橫截面，在

2、雙光子激發(fā)下，簡單探索量子點在光動力治療中的應(yīng)用，論文主要內(nèi)容如下：
　　 第一章：本章對量子點的概述、發(fā)光機理、光學性質(zhì)、合成方法、生物效應(yīng)和生物醫(yī)學應(yīng)用等方面做了較全面的介紹。
　　 第二章：利用普通蛋白BSA原位捕獲量子點前驅(qū)體Cd2+，簡單合成了BSA-CdSe量子點。熒光和吸收光譜表明BSA和Cd2+的絡(luò)合時間、BSA/Cd2+摩爾比例、pH和溫度等是合成高質(zhì)量量子點的重要條件。并利用FT-IR和TG初步研究了

3、BSA指導合成量子點的機理。此外，熒光顯微鏡證明BSA-CdSe量子點可以成功標記大腸桿菌細胞。
　　 第三章：利用溶菌酶(Lyz)為模板，在室溫下，綠色成功合成了多功能熒光-蛋白Lyz-CdSe復合材料。采用熒光、紫外吸收、HRTEM和XRD多種測試手段對產(chǎn)品進行了表征。ATR-FTIR和TG初步研究了相關(guān)合成機理。此外，我們重點考察了Lyz的生物活性和構(gòu)象等。利用熒光偏振和熒光顯微鏡考察量子點是否對Lyz的構(gòu)象和活性產(chǎn)生影響

4、，結(jié)果表明Lyz-CdSe量子點仍然具有Lyz的生物活性。這種合成策略既合成了熒光量子點，又得到了特殊生物功能。
　　 第四章：選取N-乙酰-L-半胱氨酸(NAC)為穩(wěn)定劑，利用水熱法一步快速合成水溶性CdTe/CdS量子點。NAC不僅作為穩(wěn)定劑，而且可以熱分解釋放的硫源形成CdS殼，產(chǎn)生了低毒的量子點。利用UV-vis、FL、TEM、XRD、XPS、EDS和FT-IR等手段，對合成的量子點進行了詳細的表征。對核殼結(jié)構(gòu)的CdTe

5、/CdS量子點的形成機理進行了詳盡的研究。此外，本章用微量熱方法研究了CdTe/MPA量子點和CdTe/CdS量子點對四膜蟲Tetrahymena生長代謝的影響，結(jié)果說明新策略合成的量子點能夠有效地減小對Tetrahymena生長過程的影響，即毒性減小。
　　 第五章：通過回流摻雜法，一步簡單合成谷胱甘肽(GSH)包裹的CdTe：Zn2+量子點。由于Zn2+的摻雜和形成CdS外殼，合成的量子點具有強熒光、低毒性和高生物相容性。采

6、用UV-vis、FL、TEM、XRD、XPS、EDS和FT-IR等手段，對合成的量子點進行了詳細的表征。此外，用微量熱方法和ICP-AES技術(shù)證明CdTe：Zn2+量子點的低毒性。
　　 第六章：采用光譜和電化學方法研究了CdSe/CdS量子點與DNA(dsDNA和ssDNA)之間的相互作用。吸收光譜分別給出了dsDNA-QDs和ssDNA-QDs的表觀結(jié)合常數(shù)，同時電化學分離法也證明dsDNA-QDs之間的結(jié)合力強。以CdTe

7、量子點為作用對象，采用熒光猝滅、圓二色譜、ATR-FTIR和UV-vis吸收光譜等方法分別研究了不同粒徑((green-emitting QDs，GQDs)、(yellow-emitting QDs，YQDs)和(red-emitting QDs，RQDs))和不同表面修飾(mercaptopropanoic acid(MPA)、L-cysteine(L-cys)和glutathione(GSH))的量子點與BSA之間的相互作用，并比較

8、了不同粒徑和不同表面修飾量子點與BSA作用的猝滅常數(shù)、相應(yīng)的熱力學參數(shù)和對BSA構(gòu)型的影響。利用光密度和微量熱法，研究了CdTe/MPA量子點對E.coli的生長代謝影響。采用ATR-FTIR、熒光偏振和SEM對量子點的毒性機制進行了探討。結(jié)果表明，量子點對E.coli具有較強的細胞毒性，可能的作用機制為量子點本身產(chǎn)生的自由基、活性氧和重金屬Cd2+等共同作用的結(jié)果。
　　 第七章：利用兩步反相微乳液法合成分別以QDs/SiO2