论文部分内容阅读
量子点(quantum dots,QDs)是近年发展起来的一种新型纳米材料,由于其独特的光学和电子学特性已成为人们研究的热点。量子作为一种三维尺寸均限制在纳米级别的半导体纳米晶,由于其小尺寸(1-100nm)而显示出独特的光学性质。与传统的有机荧光染料相比,荧光量子点具有发射波长可调谐、激发光谱范围宽、荧光量子产率高、光稳定性好、生物兼容性好等优点。作为一种新型的荧光探针,量子点优良的光学性质使得它在生物化学、基因组学、蛋白质组学、药物筛选等研究中有广阔的应用前景。为了进一步扩大量子点的应用,合成优质的量子点和建立更好的检测模式是现阶段研究者关注的两大热点。 本文通过水热法成功制备了三种优质的水溶性量子点,实验中优化量子点的合成条件,对其结构和组成进行了表征,并对其合成机制进行了研究。通过选用N-乙酰-L-半胱氨酸(NAC)修饰的CdTe量子点作为荧光探针,建立了一种量子点荧光猝灭-恢复的可逆模式,来研究铂类抗癌药物与DNA之间的作用。具体工作为: 本文第一章简要介绍了量子点的基本性质,制备方法及其在生物成像、药物传递,特别在分析检测等领域的应用。 本文第二章用水热法合成了L-半胱氨酸(L-Cys)修饰的水溶性掺杂型CdZnTe量子点(荧光发射峰549-582nm),实验系统考察了Zn的掺杂比、稳定剂 L-Cys的用量和反应时间对所制备的掺杂型CdZnTe量子点的影响,通过X-射线光电子能谱(XPS)验证了Zn在CdZnTe量子点中成功掺杂。 本文第三章用水热法合成了NAC修饰、蓝光区发光的ZnSe/ZnS核壳结构的量子点(荧光发射峰375-430nm),探讨了合成时前驱液pH、反应温度、反应物摩尔比例、反应时间对量子点荧光性质的影响,得出制备量子点的最佳条件:Zn2+:HSe-:NAC的摩尔比是1.0:0.05:3.6,pH=9.7,反应温度为200℃,反应时间是60min。并将通过荧光光谱、紫外吸收光谱、X射线光电子能谱、X射线单晶衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、X-射线能谱分析(EDS)、光稳定性实验等技术手段对所合成出的量子点进行表征,重点探讨了核壳量子点的生长机制等问题。 本文第四章通过高温水热法,以 NAC为稳定剂,快速制备出了高质量的CdTe量子点(荧光发射峰535-650nm),探讨了合成时前驱液 pH、反应温度、反应物摩尔比例、反应时间对量子点荧光性质的影响,得出合成CdTe量子点的最佳条件是:Cd:NAC:Te的摩尔比是1.0:1.2:0.2,pH是8,反应温度是200℃。并通过实验验证了NAC-CdTe量子点有良好的稳定性和荧光特性。 本文第五章使用水溶性的NAC修饰的CdTe量子点为荧光探针,通过荧光猝灭-恢复的可逆模式同时实现了对铂类药物(猝灭剂)和DNA(受体)的检测。在线性范围1.0×10-6-1.0×10-5 mol/L内,顺铂对量子点的猝灭常数Ksv是1.47×105L/mol。DNA浓度在1.0×10-9-1.0×10-7mol/L范围内,DNA对量子点荧光的恢复程度与DNA浓度成线性关系。我们进一步在药物结构,水溶性,水解常数等方面研究了三种铂类常用药在该模式中的区别。最后通过不同序列DNA验证了顺铂与DNA的作用位点,研究了DNA链长和单双链DNA在体系中的差异。QDs荧光变化的双向模式克服了单向模式中的选择性问题,而且操作简单,快速,真正实现了药物与DNA的体外作用研究,在筛选更有效的新抗癌药物和药物分子与DNA有关的生物检测方面有很大的应用前景。