水相合成CdTe量子点对人宫颈癌细胞(SiHa)的毒性研究

以人宫颈癌细胞(SiHa)为模型,采用WST-1试剂法对实验室合成的水溶性CdTe量子点的细胞毒性进行了考察.研究发现,CdTe量子点毒性具有明显的尺寸效应、时间效应和剂量效应,且量子点表面状态对其毒性有较大影响.采用生物大分子变性牛血清白蛋白(dBSA)修饰量子点,其毒性与裸量子点无明显差异;经巯基聚乙二醇(thio...     

镉系量子点的生物毒性及相应机制

量子点(quantum dots,QDs)由于其优异的荧光特性在生物学和生物医学领域具有广泛的应用,并且在肿瘤的诊断和治疗方面也表现出巨大的潜力,但是随之而来的生物毒性问题近几年备受研究者们的高度关注。本文选取研究最多的Cd系量子点为代表,总结了量子点体外体内生物毒性的一般规律和特点,重点从量子点进入体内途径、内吞进入细胞方式和细胞内发挥功能等方面探讨了其毒性效应的机制。希望以此为发展安全低毒量子点提供指导和建议,促进量子点的临床应用。     

量子点在生物检测中的应用

过去十几年里,量子点从材料科学到生命科学、从基础研究到实际应用都开展了广泛的研究。 量子点在生物成像、光治疗、药物/基因转运、太阳能电池等领域均具有广泛的应用。 通过调节量子点的表面性质,实现量子点与细胞相互作用的可控性是一个关键的问题。 伴随着量子点潜在毒性问题的产生,纳米毒性成为纳米材料安全性评估的重要指标,并且受到科学家们的高度关注。 本文综述了量子点的特性、细胞生物学应用及在生物医药领域相关的细胞毒性研究,并展望了量子点的未来发展趋势。     

量子点在法庭科学手印显现中的研究进展

随着纳米技术的进步,纳米颗粒正在被逐步应用到法庭科学领域的手印检验之中。近年来,半导体量子点因其良好的荧光特性而备受国内外法庭科学家的推崇,但大多数半导体量子点具有毒性,且会对环境造成污染,这些问题制约了半导体量子点在法庭科学领域中的应用。与传统有机染料和金属内核的半导体量子点相比,碳量子点具有毒性低、污染小、生物相容性优异的特点,现已应用于医学、生物、化学等多个领域。本文综述了半导体量子点在手印显现中的应用,介绍了碳量子点的研究进展,并指出碳量子点显现手印是今后法庭科学领域的重要研究方向。     

基于量子点的检测技术在法庭科学物证鉴定中的应用研究进展

由于具有独特的纳米尺寸效应和高灵敏度的光电效应,碳量子点以及半导体量子点技术已经被广泛应用于材料科学、生物和医药等领域。本文在简述量子点结构、合成方法等基础上,着重介绍了基于量子点的检测技术在法庭科学领域毒物、毒品和微量物证鉴定中的应用,旨在分析基于量子点的检测技术研究与应用现状,展望其在法庭科学领域中的应用前景。     

蛋白包覆的作用模式对CdTe量子点光稳定性及细胞毒性的影响

<正>量子点(quantum dots,QDs)是一种新型荧光纳米材料,具有宽带吸收与窄带发射、发射波长随粒径可调、双光子吸收截面大和抗光漂白等优异性质,在细胞和活体成像、化学和生物传感等领域正在得到越来越广泛的应用。随着应用研究的不断深入,量子点的生物效应特别是其细胞毒性引起了人们的普遍关注,提高量子点的稳定性及生物相容性已成为一个重要的研究课题。本论文通过系统研究牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)包覆的三种作用模式(静电模式、     

单个量子点的光学性质与应用

量子点(QDs)是一种具有诸多优良光学特性的荧光纳米颗粒,已在化学分析、生物传感、分子影像等领域得到了广泛应用.单个量子点的光学性质研究有望发现一些宏观方法不能发现的实验现象,可以为改善其光学性能提供思路,有助于更好的应用于各领域.本文评述了单个量子点的检测与判定方法,单个量子点的荧光增强、漂白、眨眼(blinking)、蓝移等光学性质及其在单分子示踪、生物化学传感、超分辨定位技术等方面的应用.总结了目前量子点作为荧光探针在实际应用中遇到的问题,并提出未来量子点将朝着合成能同时满足尺寸小、量子产率高、 "non-blinking"、蓝移幅度大、无生物毒性的量子点及能同时为成像/检测提供荧光探针与散射探针的等离子体量子点等研究方向发展.     

CdTe量子点与蛋白质相互作用的荧光猝灭效应

本文在水热法合成水溶性CdTe及核壳结构CdTe/CdS量子点的基础上,分别研究了细胞色素c对CdTe量子点及CdTe/CdS核壳量子点荧光的猝灭效应和CdTe量子点对牛血清白蛋白荧光的猝灭效应,并阐述了猝灭机理。结果显示,细胞色素c对CdTe量子点的荧光猝灭效应具有一定的粒径依赖性,粒径越小,猝灭效应越强;细胞色素c对CdTe/CdS核壳量子点的猝灭效应比对CdTe量子点的更强,揭示了受激电子的表面传递机理。CdTe量子点通过松散牛血清白蛋白的螺旋结构而猝灭其荧光。     

基于Cite Space的碳量子点研究热点及趋势可视化分析

利用Cite Space软件梳理了碳量子点领域1998～2021年期间3465篇文献的主要研究信息（国家、机构、作者）,归纳了该领域的研究主题及热点。碳量子点作为一种具有良好荧光性能的碳纳米材料,在荧光检测、传感器、光催化降解等方面得到广泛应用。2011～2021年,碳量子点领域研究呈现高速发展态势。中国科学院、苏州大学及江苏大学等机构的学者在该领域的学术研究十分活跃。该领域的研究主题及热点呈现阶段性特点,2003～2007年,研究主题是碳量子点合成,研究热点是碳量子点的反应活性和转化率;2008～2012年,研究主题是碳量子点合成及发光机理,研究热点是碳量子点的光致发光机理和光催化降解;2013～2017年,研究主题是碳量子点绿色合成和传感器应用,研究热点是碳量子点传感器和检测应用;2018年至今,研究主题是碳量子点传感器以及复合碳量子点材料对有机污染物的光催化降解性能,研究热点是碳量子点在生物传感器,生物检测等领域的应用开发。     

石墨烯-量子点复合材料的制备与应用

石墨烯因其独特的物理化学性质以及潜在的巨大应用价值引起了越来越多的研究兴趣,但其特殊的零带隙结构却限制了它在光电领域的应用。半导体量子点因其特有的量子尺寸效应而表现出迷人的光学性能,已成功应用于生物标记及电化学等领域,但电子-空穴对易复合湮灭,导致电子迁移率较低,限制了其在光电转换方面的应用。石墨烯独特的结构和电子特性使其成为优秀的导电支架,可从量子点中捕获并输运电子,实现了电子空穴对的有效分离。石墨烯-量子点复合材料不仅具有石墨烯的高电子传输性能,而且具备量子点特殊结构产生的量子尺寸效应和边缘效应,二者复合后在纳米器件和光电器件等领域极具应用潜力。本文详细总结了近年来石墨烯-量子点复合材料的制备方法,包括相转移法、静电复合、水热和溶剂热法以及电化学法和微波辅助法等,并简要介绍了相关应用领域的研究进展,以期为石墨烯基纳米复合材料的发展研究提供相关的参考与依据。     

CdSe量子点对雄性泥鳅的毒性效应研究

量子点（Quantum Dots,QDs）,也称纳米微晶体,由于其独特的荧光特性越来越受到研究者的关注.近年来,量子点的生物学毒性效应及其环境影响成为新的研究热点.本文通过活体实验,以雄性泥鳅为模型动物,以腹腔注射为染毒方式,研究了量子点的雌激素干扰效应、毒物动力学行为以及靶器官的氧化应激指标.结果显示,QDs能够显著抑制E2诱导产生的卵黄蛋白原（Vtg）含量,性腺切片的观察结果与其一致.通过游离Cd^2＋和其他几种纳米材料的对比实验,认为量子点对Vtg的抑制表达是游离Cd^2＋和QDs颗粒对E2的非特异性吸附的共同作用结果.毒物动力学结果表明,腹腔注射1h后,肌肉、骨头、肠、血液和性腺中QDs含量达到最大浓度（Cmax）,随后呈降低趋势 而在肝脏和肾脏中,QDs含量呈增加趋势,说明QDs在动物体内的半衰期较长,在体内能够持续存留.通过对靶器官肝脏相关抗氧化酶活性的测定结果发现,量子点由于壳层对Cd^2＋的保护,对抗氧化体系影响较小.本实验对量子点毒性的综合评价为其在活体生物学的应用提供了一定的参考.     

炭-/石墨烯量子点在超级电容器中的应用

炭-/石墨烯量子点作为新兴的炭纳米材料,因具有独特的小尺寸效应和丰富的边缘活性位点而在高性能超级电容器电极材料的研发方面展现出巨大潜力。针对目前炭-/石墨烯量子点在超级电容器电极材料方面的应用优势和存在的关键问题,本文以炭-/石墨烯量子点、量子点/导电炭复合材料、量子点/金属氧化物复合材料、量子点/导电聚合物复合材料以及量子点衍生炭这些电极材料为脉络,梳理了近年来该领域的发展状况,尝试阐释炭-/石墨烯量子点在电极材料、复合材料和衍生炭电极材料中所起到的关键作用,最后对炭-/石墨烯量子点电极材料的发展进行了展望。本综述以期为炭-/石墨烯量子点基电极材料的研究提供一定参考和依据。     

手性石墨烯量子点与DNA相互作用及其机制研究

手性作为自然界最重要的特性之一,与生命活动息息相关.因此,手性纳米材料在材料学及生物学相关领域的研究引起了极大的关注.本工作提出了一种采用一步水热法合成手性石墨烯量子点的新方法.该方法以柠檬酸和L-色氨酸为原料进行手性石墨烯量子点的合成,通过圆二色光谱法证明了两种手性石墨烯量子点具有两个对称性高的手性信号,圆二色吸收峰分别位于230 nm和305 nm.通过荧光光谱法获取了它们与ctDNA相互作用的系列热力学参数,采用粘度测量、DNA熔链温度实验并结合多种谱学方法证明,手性石墨烯量子点与小牛胸腺DNA（ctDNA）之间的结合存在较大的手性差异.紫外-可见吸收光谱证明手性石墨烯量子点均能使ctDNA的吸收峰红移,并出现减色效应.手性石墨烯量子点提高了ctDNA的熔链温度,但降低了ctDNA的相对粘度.通过氢键和范德华力相互作用,手性石墨烯量子点均插入ctDNA的G-C碱基对中,这严重影响了ctDNA的右手B型螺旋结构.因空间位阻效应不同,右手性石墨烯量子点比左手性石墨烯量子点更容易与右手B型螺旋的ctDNA结合,且对ctDNA的右手B型螺旋结构产生显著的影响.这些结论阐明了手性石墨烯量子点与ctDNA之间嵌插结合作用的分子机制,为手性纳米材料在化学、生物学、医学等许多科学领域的发展提供有价值的信息.     

有机体系中Ⅱ-Ⅵ族量子点的制备及其合成机理

量子点由于其量子效应而具有既不同于体相材料又有别于一般分子的优异光学性能,因此在生物医学领域,特别是在生物标记中具有良好的应用前景.Ⅱ-Ⅵ族量子点由于其荧光发射波长几乎覆盖了整个可见光区而引起人们的关注,其中在有机体系中合成油溶性Ⅱ-Ⅵ族量子点具有反应产物稳定,量子产率高,并且可以制备性能更加优异的核.壳结构的量子点(CdSe/ZnS,CdSe/CdS等)等优点,因此在过去的十几年中被广泛而深入地研究.本文重点综述了在有机体系中,单分散、高荧光性能Ⅱ-Ⅵ族量子点的制备方法--高温热解法及其合成机理的研究进展,并对今后的研究方向作了展望.     

制备条件对PEI功能化石墨烯量子点荧光性能的影响

石墨烯量子点凭借其良好的水溶性、低生物毒性等特点,被不断尝试应用于生物成像领域,但其有限的荧光性能限制了其进一步应用。为改善石墨烯量子点的荧光性能以及进一步揭示石墨烯量子点的制备机理,本文对聚乙烯亚胺(PEI)功能化石墨烯量子点的制备条件进行了探索,讨论了不同反应时间、制备温度以及混悬液pH值对其荧光性能的影响。测试结果显示,当混悬液pH值为12时,在反应釜中经过200 ℃高温反应20 h,所制备的功能化石墨烯量子点能取得良好的紫外吸收峰和荧光性能,同时达到较高的量子产量。     

应用水相合成的CdTePCdS核壳型量子点荧光探针测定DNA

以巯基丙酸（HS-CH2CH2COOH）为稳定剂水相合成了核壳型CdTePCdS量子点（QDs）。CdTePCdSQDs具有宽而连续的激发光谱和狭窄对称的发射光谱，最大发射波长位于578nm。与DNA作用后荧光强度显著降低。基于DNA对量子点荧光的猝灭效应，将CdTePCdS量子点作为荧光探针建立了一种简便快速测定DNA的荧光分析法，详细研究了pH、量子点浓度、离子强度、温度等备件对量子点荧光及DNA测定的影响。该方法测定ctDNA线性范围为50．0—750．0ng／mL，检出限为20ng／mL．7次重复测定O．5ttg／mLctDNA的相对标准偏差为2．0％。方法可用于合成样品的测定。     

碳量子点及其性能研究进展

碳量子点(Carbon Quantum Dots,CQDs)是一种新型的碳纳米材料,因其强的量子限域效应和稳定的荧光性能等一系列优异性能,吸引了化学、物理、材料和生物等各领域科学家的广泛关注。相比传统半导体金属量子点,CQDs还具备优异的低毒性和生物相容性,更拓宽了其在生物领域内的研究前景。本文简要地介绍了CQDs的制备方法,主要包括自上而下和自下而上两个方向。除此之外,本文综述了CQDs突出的物理化学性质和性能,包括CQDs的荧光性能、生物相容性和上转换效应,并对CQDs在其在生物成像上的应用进行了归纳。     

金属增强量子点荧光

量子点具有亮度高和稳定性好等优异的光学性质,在生物检测、活体成像及光电器件开发等领域有着广泛的应用。然而,当前水相量子点尤其是水相近红外荧光量子点的荧光发射强度相对较低,且荧光稳定性有待进一步提高。金属可以使其邻近荧光物质的激发效率提高且辐射衰减速率增加,荧光发射强度较之自由态荧光发射增强,产生金属增强荧光效应。采用金属纳米结构增强量子点的荧光有望为解决上述问题提供有效途径。本文详细介绍了量子点发光机理及金属增强量子点荧光机理,在此基础上讨论了影响金属增强量子点荧光的关键因素,并对相关研究现状及挑战进行了简短的评述。我们相信随着纳米科技的快速发展,金属增强量子点荧光在不远的将来会吸引越来越多的关注并展现出独特的潜力。     

制备条件对PEI功能化石墨烯量子点荧光性能的影响（英文）

石墨烯量子点凭借其良好的水溶性、低生物毒性等特点,被不断尝试应用于生物成像领域,但其有限的荧光性能限制了其进一步应用。为改善石墨烯量子点的荧光性能以及进一步揭示石墨烯量子点的制备机理,本文对聚乙烯亚胺(PEI)功能化石墨烯量子点的制备条件进行了探索,讨论了不同反应时间、制备温度以及混悬液p H值对其荧光性能的影响。测试结果显示,当混悬液p H值为12时,在反应釜中经过200°C高温反应20 h,所制备的功能化石墨烯量子点能取得良好的紫外吸收峰和荧光性能,同时达到较高的量子产量。     

近红外Ag_2S量子点的合成及在生物成像中的应用

通过引入巯醇活化单质硫,制备了近红外发射的高质量硫化银半导体量子点(粒径4 nm).该制备方法降低了反应温度,避免了有毒前体的引入,缩短了反应时间,制备出的粒子尺寸均一,单分散性较好.制备的量子点的光致发光光谱表现出了量子尺寸效应,其发射峰位置在700~830 nm范围之间可调.将具有近红外光致发光特性的Ag_2S纳米晶应用于细胞成像,实验结果表明,制备的量子点在细胞成像中清晰可见且毒性较低,表现出了较好的应用潜力.