论文部分内容阅读
将半导体量子点(QDs)用于生物医学成像,表现出较强的信号,但是它们的粒径尺寸比较大(相似或者大于大多数蛋白的尺寸),在活细胞内会发生自聚集,而且其对细胞具有较高的毒性,这些缺点都不可避免地限制了 QDs在生物医学领域的应用。荧光纳米材料,尤其是荧光金属纳米簇(NCs),具有独特的光学和物理性质,在生物成像等方面常被用作有机染料的替代物。到目前为止,荧光金纳米簇(Au NCs)由于其独特的性能而受到研究者们最广泛的关注。与传统的荧光纳米材料(包括有机染料、半导体量子点和荧光蛋白质)相比,Au NCs具有极小的粒径尺寸、独特的荧光性能、较好的光稳定性、较好的生物相容性和低细胞毒性,在细胞成像、生物传感、药物输送和癌症诊断等方面具有很好的应用前景。本论文采用不同的多肽作为配体合成了四种新型荧光金纳米簇,详细研究了其光学特性及其靶向识别性能,并深入探讨了相关靶向识别机制。主要研究内容如下:(1)以L-肌肽作为保护配体和还原剂,使用一种简便、绿色的合成方法制备出水溶性的荧光AuNCs,所制备的Au NCs具有较小的粒径尺寸(2.31 nm)和较大的荧光寿命(7.48 ns),在紫外灯(365 nm)下显示出明亮的蓝色荧光,并且具有极好的稳定性和低细胞毒性,并能够很好地用于HeLa细胞成像研究。(2)以依菲巴特作为保护配体,NaBH4作为还原剂,合成了一种水溶性荧光Au NCs,NaBr在反应中被用作一种极好的荧光增敏剂。与不加NaBr合成的AuNCs相比,其荧光强度增强了 3.37倍。该金纳米簇具有明亮的绿色荧光,稳定的光学性能,依赖激发峰的荧光性质,较好的生物相容性和低细胞毒性。细胞成像实验结果表明,所制备的金纳米簇可以很好地对HeLa细胞和嗜铬细胞进行细胞膜和细胞质的着色,具有较好的细胞成像结果。这些优良的性能表明了它在生物分析方面较大的应用前景。(3)以醋酸生长激素释放肽-6(GHRP-6)作为保护配体和还原剂,使用简单、快捷的仿生合成法制备了具有明亮绿色荧光的Au NCs。所制备的Au NCs具有较高的量子产率(10.7%),其荧光信号可以被Fe3+选择性和敏感性地猝灭,因此,我们建立了一种高效的荧光传感器用于检测溶液中的Fe3+。此外,基于其低细胞毒性和良好的生物相容性,将其用于细胞成像的应用研究。这些优良的性能体现了该AuNCs在生物成像和离子传感方面的应用潜能。(4)使用一种双功能肽(CCYMLRAALSTARRGPRLSRLL,MTP)温和地合成了具有明亮红色荧光的AuNCs,这种双功能肽由两部分组成,部分1(CCY):用于合成AuNCs,部分2(MLRAALSTARRGPRLSRLL):用于特定靶向识别线粒体。所制备的Au NCs表现出极好的稳定性、较好的生物相容性、低细胞毒性以及线粒体特定靶向能力,并表现出依赖温度的荧光性能,其荧光信号对温度显示较高的灵敏度和较好的可逆性。因此,将其用于活细胞线粒体靶向成像和温度传感的应用研究。