光譜法研究CdTe量子點(diǎn)與無機(jī)小分子和生物分子之間的相互作用.pdf

1、量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)與其表面狀態(tài)密切相關(guān),分析物與量子點(diǎn)表面的物理或化學(xué)過程都會(huì)影響量子點(diǎn)的表面狀態(tài),從而引起量子點(diǎn)熒光強(qiáng)度的改變。因此基于分析物對(duì)量子點(diǎn)熒光的猝滅或增強(qiáng)作用,可以對(duì)某些物質(zhì)進(jìn)行定性或定量分析。實(shí)驗(yàn)水相合成了谷胱甘肽(GSH)修飾的CdTe量子點(diǎn)(QDs),并用原子力顯微鏡對(duì)合成的QDs的粒徑和形貌進(jìn)行了表征。利用熒光(FL)光譜、紫外-可見吸收(UV-vis)光譜和共振瑞利散射(RRS)光譜從分子水平研究了QDs與氨基酸、

2、染料分子-核酸和Mn2+-組氨酸之間的相互作用并討論了相互作用機(jī)理。建立了以QDs為探針在二十種氨基酸中選擇性測定三種氨基酸,以及以量子點(diǎn)熒光可逆調(diào)控為基礎(chǔ),選擇性測定組氨酸和小牛胸腺DNA的新方法。本文主要研究如下:
　　 1.熒光、RRS和紫外-可見吸收光譜法研究CdTe量子點(diǎn)與氨基酸的相互作用及其分析應(yīng)用
　　 水相合成了谷胱甘肽(GSH)修飾的CdTe量子點(diǎn)(QDs),其粒徑為3-4nm。在PH=5.4的BR緩沖

3、溶液中,QDs與二十種氨基酸作用,只有L-谷氨酸(L-Glu)、L-天冬氨酸(L-Asp)、L-半胱氨酸(L-Cys)三種等電點(diǎn)(pI)低于5.4的氨基酸能猝滅QDs的熒光,同時(shí)使體系的RRS增強(qiáng)。從紫外-可見吸收光譜的變化、溫度對(duì)猝滅作用的影響及離子濃度的影響可以判定,在pH為5.4的BR緩沖溶液中,QDs與氨基酸之間通過靜電引力結(jié)合形成了粒徑較大的基態(tài)復(fù)合物,這種復(fù)合物的形成導(dǎo)致QDs的熒光急劇猝滅,體系RRS強(qiáng)度顯著增強(qiáng)。在一定濃

4、度范圍內(nèi)RRS增強(qiáng)程度和熒光猝滅程度均與氨基酸的濃度成正比,其中熒光法靈敏度更高(對(duì)L-Glu、L-Asp、L-Cys檢出限分別為0.011ng·mL-1、0.016ng·mL-1、0.0099ng·mL-1),據(jù)此建立了一種以QDs作熒光探針,選擇性測定L-Glu、L-Asp、L-Cys的新方法。實(shí)驗(yàn)以谷氨酸為例做了相關(guān)的分析應(yīng)用,實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人滿意。該方法不僅可以選擇性測定L-Glu、L-Asp、L-Cys,同時(shí)也為控制不同pH值,簡

5、單快捷測定其他種氨基酸提供了可能。
　　 2.熒光可逆調(diào)控研究CdTe量子點(diǎn)-吖啶橙-小牛胸腺DNA的相互作及分析應(yīng)用
　　 水相合成了谷胱甘肽(GSH)修飾的CdTe量子點(diǎn)(QDs)。在PH=7.4的Tris-HCl緩沖溶液中,吖啶橙(AO)通過靜電引力吸附到QDs的表面,與QDs形成了基態(tài)復(fù)合物,導(dǎo)致QDs的熒光猝滅。在QDs-AO體系中加入小牛胸腺DNA(ctDNA),ctDNA誘導(dǎo)AO從QDs表面脫落嵌入其雙螺旋

6、結(jié)構(gòu)中,導(dǎo)致QDs的熒光恢復(fù)。根據(jù)QDs熒光的猝滅和恢復(fù),實(shí)現(xiàn)了量子點(diǎn)熒光的可逆調(diào)控。ctDNA引起QDs-AO體系熒光恢復(fù)強(qiáng)度與ctDNA濃度成良好的線性關(guān)系,檢出限為0.13ng·mL-1,據(jù)此提出了簡便快捷、準(zhǔn)確、高靈敏測定ctDNA的新方法。文中還結(jié)合RRS光譜、紫外-可見吸收光譜和原子力顯微鏡照片研究了QDs-AO-ctDNA三者之間的相互作用,對(duì)相互作用機(jī)理進(jìn)行了討論并提出了相應(yīng)的作用模型。
　　 3.CdTe量子點(diǎn)

7、熒光可逆調(diào)控靈敏性測定Mn2+和組氨酸
　　 水相合成了谷胱甘肽(GSH)修飾的CdTe量子點(diǎn)(QDs)。當(dāng)Mn2+與QDs相互作用時(shí),Mn2+通過配位作用連接到QDs表面,激發(fā)態(tài)量子點(diǎn)的電子轉(zhuǎn)移到Mn2+上從而導(dǎo)致QDs的熒光猝滅:在Mn22-QDs體系中加入組氨酸(His),His能使Mn2+從QDs表面脫落與之結(jié)合形成更加穩(wěn)的復(fù)合物,從而致使QDs的熒光恢復(fù)。且Mn2+對(duì)QDs的熒光猝滅程度與Mn2+的濃度成良好的線性關(guān)系

8、,His對(duì)Mn2+-QDs體系的熒光恢復(fù)程度與His濃度也成良好的線性關(guān)系,據(jù)此建立了一種簡單靈敏檢測Mn2+和His的方法,這種方法在20種氨基酸中對(duì)組氨酸有選擇性識(shí)別。對(duì)Mn2+的檢出限為0.20μg·mL-1,對(duì)組氨酸檢出限為0.21ng·mL-1,在人血清白蛋白中對(duì)組氨酸的回收率為99.9%-102.0%。實(shí)驗(yàn)還結(jié)合RRS光譜和紫外-可見吸收光譜研究了QDs-Mn2+-His三者之間的相互作用,對(duì)相互作用機(jī)理進(jìn)行了討論并提出了相