強熒光量子點的合成、性質(zhì)及其在生物標記方面的應用.pdf

1、熒光量子點由于其獨特的光學性質(zhì)和電學性質(zhì)，在光電器件和生物醫(yī)學領域具有廣闊的應用前景。量子點在生物醫(yī)學領域得以進一步發(fā)展和應用的前提在于其優(yōu)異的光學性質(zhì)、良好的生物相容性和精確的生物靶向性。為實現(xiàn)以上目標，就必須對量子點表面所修飾的配體進行精心的選擇和設計，以達到增強熒光、降低毒性和加強靶向識別的目的。除此之外，尋找新的生物相容性和環(huán)境友好性的量子點來代替?zhèn)鹘y(tǒng)半導體量子點也是一條可選的路徑，比如碳量子點、硅量子點、磷化銦量子點等。本論文

2、根據(jù)以上兩點思路，在對熒光量子點的研究文獻進行大量調(diào)研的基礎上，重點開展了以下幾點工作:首先，設計合成了具有獨特光學性質(zhì)和生物靶向性質(zhì)的水溶性硫化鎘量子點，研究了其熒光機理，并開展了相應的細胞標記實驗以證明其靶向性;其次，研究了最近才出現(xiàn)的新型碳量子點的熒光，提出了一種通過化學還原有效提升碳量子點熒光量子產(chǎn)率的方法，并研究了其熒光增強的機理;最后，開展了水相伽馬射線輻照對碳量子點的影響作用研究，提出了一種通過控制水相輻照環(huán)境來實現(xiàn)碳量子

3、點的熒光增強或快速降解的可選方案。本論文的主要研究成果如下:
　　 1)通過點擊化學的方法，設計合成了一種含有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(TA-QDs)。TA-QDs具有540 nm和650 nm兩個熒光發(fā)射峰，分別來源于硫化鎘納米晶粒本身和配體與量子點通過表面配位作用形成的絡合物。在配體的保護下，TA-QDs的熒光在不同離子強度下和較寬的pH值范圍下保持穩(wěn)定。我們通過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之間的配位作用;并通過電化學分析方法證明了1，2，3-三氮唑能與鎘離子形成絡合物。溴化乙啶競爭結合實驗表明TA-QDs與DNA有強結合作用。細胞染色實驗表明TA-QDs能選擇性標記癌細胞的核仁部位，具有很強的靶向作用。
　　 2)發(fā)展了一種簡捷有效的硼氫化鈉(NaBH4)化學還原方法，在不經(jīng)表面修飾的情況下，大幅度提升了碳量子點的熒光強度，其量子產(chǎn)率可達16％;結合水熱法后，NaBH4還原法能進一

5、步將碳量子點的熒光量子產(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)分析結果表明硼氫化鈉處理后，碳量子點表面的羰基被還原成羧基，并且其表面缺陷成分增加，碳量子點表面非輻射再結合中心數(shù)量隨之下降。此外，XPS結果還顯示碳量子點的價帶頂(VBM)值隨著還原時間的增加而一直下降，碳量子點表面能帶彎曲程度加劇。碳量子點表面非輻射再結合中心數(shù)量的下降和表面能帶彎曲程度的加劇是量子點熒光增強的兩個原因。
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