水溶性量子點(diǎn)的合成、生物效應(yīng)及在光動(dòng)力治療中的探索.pdf

1、隨著量子點(diǎn)(quantum dots，QDs)在化學(xué)、生物、藥物和醫(yī)學(xué)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(diǎn)的水相合成得到了極大的發(fā)展。此外，量子點(diǎn)的生物效應(yīng)也得到廣大研究者們的關(guān)注。本論文重點(diǎn)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(diǎn)方面進(jìn)行了有益地探索，在此基礎(chǔ)上研究了量子點(diǎn)對(duì)DNA、牛血清白蛋白(BSA)和細(xì)菌細(xì)胞等影響，并相應(yīng)提出了量子點(diǎn)可能的作用機(jī)制；同時(shí)利用量子點(diǎn)較大的雙光子吸收橫截面，在

2、雙光子激發(fā)下，簡(jiǎn)單探索量子點(diǎn)在光動(dòng)力治療中的應(yīng)用，論文主要內(nèi)容如下：
　　 第一章：本章對(duì)量子點(diǎn)的概述、發(fā)光機(jī)理、光學(xué)性質(zhì)、合成方法、生物效應(yīng)和生物醫(yī)學(xué)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(diǎn)前驅(qū)體Cd2+，簡(jiǎn)單合成了BSA-CdSe量子點(diǎn)。熒光和吸收光譜表明BSA和Cd2+的絡(luò)合時(shí)間、BSA/Cd2+摩爾比例、pH和溫度等是合成高質(zhì)量量子點(diǎn)的重要條件。并利用FT-IR和TG初步研究了

3、BSA指導(dǎo)合成量子點(diǎn)的機(jī)理。此外，熒光顯微鏡證明BSA-CdSe量子點(diǎn)可以成功標(biāo)記大腸桿菌細(xì)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(fù)合材料。采用熒光、紫外吸收、HRTEM和XRD多種測(cè)試手段對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了表征。ATR-FTIR和TG初步研究了相關(guān)合成機(jī)理。此外，我們重點(diǎn)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(diǎn)是否對(duì)Lyz的構(gòu)象和活性產(chǎn)生影響

4、，結(jié)果表明Lyz-CdSe量子點(diǎn)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(diǎn)，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(diǎn)。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(diǎn)。利用UV-vis、FL、TEM、XRD、XPS、EDS和FT-IR等手段，對(duì)合成的量子點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的表征。對(duì)核殼結(jié)構(gòu)的CdTe

5、/CdS量子點(diǎn)的形成機(jī)理進(jìn)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(diǎn)和CdTe/CdS量子點(diǎn)對(duì)四膜蟲(chóng)Tetrahymena生長(zhǎng)代謝的影響，結(jié)果說(shuō)明新策略合成的量子點(diǎn)能夠有效地減小對(duì)Tetrahymena生長(zhǎng)過(guò)程的影響，即毒性減小。
　　 第五章：通過(guò)回流摻雜法，一步簡(jiǎn)單合成谷胱甘肽(GSH)包裹的CdTe：Zn2+量子點(diǎn)。由于Zn2+的摻雜和形成CdS外殼，合成的量子點(diǎn)具有強(qiáng)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(duì)合成的量子點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的表征。此外，用微量熱方法和ICP-AES技術(shù)證明CdTe：Zn2+量子點(diǎn)的低毒性。
　　 第六章：采用光譜和電化學(xué)方法研究了CdSe/CdS量子點(diǎn)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(shí)電化學(xué)分離法也證明dsDNA-QDs之間的結(jié)合力強(qiáng)。以CdTe

7、量子點(diǎn)為作用對(duì)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(diǎn)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(diǎn)與BSA作用的猝滅常數(shù)、相應(yīng)的熱力學(xué)參數(shù)和對(duì)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(diǎn)對(duì)E.coli的生長(zhǎng)代謝影響。采用ATR-FTIR、熒光偏振和SEM對(duì)量子點(diǎn)的毒性機(jī)制進(jìn)行了探討。結(jié)果表明，量子點(diǎn)對(duì)E.coli具有較強(qiáng)的細(xì)胞毒性，可能的作用機(jī)制為量子點(diǎn)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