基于近红外量子点的荧光共振能量转移生物探针构建及应用

本论文构建了基于近红外量子点In P/Zn S和Cy7(C45H44K3N3O16S4)的荧光共振能量转移(FRET)体系,完成了不同p H值和不同浓度下的FRET体系转换效率的检测。检测结果显示:当量子点浓度保持不变时,随着染料浓度的增加,体系转换效率也随之增加,当In P/Zn S量子点与Cy7浓度比为1∶250时,转换效率高达68%。细胞测试结果表明,FRET体系对p H值有较高敏感度,对细胞微环境p H值的检测精度可达0.1,该体系可以作为敏感型FRET探针用于生物微环境检测。     

水溶性CdTe:Mn量子点的双光子吸收

采用激发波长800 nm、脉宽50 fs、重复频率1 kHz的Ti:sapphire放大飞秒激光器作为激发光源,利用开孔Z扫描技术研究了不同粒径的CdTe:Mn量子点的非线性吸收性质。理论计算结果表明,同一生长时间CdTe:Mn量子点的双光子吸收系数是CdTe量子点的1.1倍,其双光子吸收系数随量子点尺寸的减小而增大,这是由于CdTe:Mn量子点非线性吸收属于反饱和吸收,掺杂了Mn元素,减小了表面缺陷浓度,表明掺杂量子点具有很好的双光子吸收现象。     

基于COMSOL Multiphysics对Cu2S量子点的表面等离激元共振模拟研究

Cu₂S量子点作为一种新型半导体纳米材料以其特有的化学及光学性质而越来越被人们所关注. 本文通过应用COMSOL Multiphysics4.2a这一基于有限元法的模拟软件, 运用其中的电磁波模块, 结合Maxwell电磁波理论对影响Cu₂S量子点产生表 面等离激元共振的条件做出了模拟分析, 运用Kretschmann棱镜耦合系统建立了理论模型, 通过改变量子点的粒径、有机溶剂的折射率、入射光的波长以及对量子点进行包裹等方式, 模拟出在不同条件下Cu₂S量子点产生表面等离激元共振信号的情况, 为Cu₂S量子点在表面等离激元共振传感中的实际应用提供了理论依据和参考. 关键词： COMSOL Multiphysics 2S量子点')" href="#">Cu₂S量子点 表面等离激元共振 有限元法     

叶酸修饰的AgInS2量子点在体外癌细胞成像上的应用

成功制备出高品质的三元AgInS₂量子点。通过配体交换法将油溶性AgInS₂量子点转为水溶性量子点, 通过dBSA修饰水溶性量子点形成配位体壳, 使量子点具有更好的稳定性(4周)。从透射电子显微镜(TEM)观察到dBSA修饰后的量子点的粒径增加, 分散性较好, 并且在可见光区域有明显的光致发光。用叶酸对dBSA-MPA量子点进行修饰, 并通过傅立叶变换红外光谱进行了验证。将得到的FA-dBSA-MPA纳米复合材料应用于能与叶酸受体特异性结合的乳腺癌细胞中, 并在荧光倒置显微镜中检测到量子点成功对乳腺癌细胞进行了标记。与dBSA-MPA量子点相比, 表面被叶酸修饰后的量子点与癌细胞的结合效率显著提高。     

CdSe/CdS/ZnS量子点光纤的增益研究

采用油相法合成了CdSe/CdS/ZnS量子点,相对于CdSe量子点,其吸收光谱、发射光谱均发生了红移。利用COMSOL Multiphysics软件模拟CdSe/CdS/ZnS量子点光纤和甲苯光纤的电场分布,结果表明CdSe/CdS/ZnS量子点光纤的电场强度高于甲苯光纤。采用中心波长为532 nm的稳态半导体激光器作为光源,对甲苯光纤、CdSe/ZnS量子点光纤、CdSe/CdS/ZnS量子点光纤进行电压信号测试,发现CdSe/ZnS量子点光纤和CdSe/CdS/ZnS量子点光纤的电压信号值相对于甲苯光纤电压信号值分别增强了6.28 mV和18.43 mV,表明双壳型量子点光纤的增益高于单壳型量子点。     

壳聚糖包裹AgInS_2的物理表征及生物毒性研究

选用天然多糖中唯一的碱性多糖——壳聚糖作为稳定剂和包裹剂,成功合成了水溶性的Ag In S2量子点/低分子量壳聚糖纳米复合材料(Ag In S2/LCSMS)。利用透射电子显微镜(TEM)、FT-IR傅里叶红外光谱仪、紫外吸收光谱、荧光分光光度计等表征手段对纳米复合材料的形貌、化学组成及光学性质进行了研究。结果表明,Ag In S2/LCSMS纳米复合材料的粒径约为5~6 nm,在水相中仍具有较稳定的发光。之后,对Ag In S2/LCSMS纳米复合材料的生物相容性进行了研究,对比Ag In S2/LCSMS纳米复合材料与Ag In S2量子点的细胞活性测试结果发现,Ag In S2/LCSMS纳米复合材料的细胞活性比Ag In S2量子点有了明显的提高,说明通过低分子量壳聚糖的包裹可以明显提高纳米材料的生物相容性。因此,这类具有较好水溶性和生物相容性的荧光Ag In S2/LCSMS纳米复合材料可作为优良的生物荧光标记材料在生物医学检验、细胞以及活体成像研究中有广泛的应用前景。     

超快激光对涂有量子点玻璃表面的微构造

基于金属量子点的局域等离激元效应,提出一种新的固体介质表面微结构的制备方法。利用飞秒激光辐照涂有Cu2S量子点的K9玻璃,在其表面制备出了类似光栅结构的亚波长周期性条纹。当飞秒激光的中心波长为1300 nm、脉宽为50 fs、激光功率为230 mW时,玻璃表面的亚波长周期性条纹结构尺寸为34 nm。通过模拟得到了附有Cu2S量子点玻璃表面的近场分布,模拟结果表明,出现这种周期性条纹结构是入射飞秒激光与量子点产生的等离激元场之间产生干涉引起的。该制备方法可以降低透明介质微构造的激光功率阈值,改善了透明基质表面的微纳结构加工工艺。     

金属纳米颗粒等离激元共振增强非线性介质谐波的发展现状

随着纳米加工和制备技术的不断发展,金属纳米粒子的等离激元光学特性已得到了广泛的研究与应用。本文基于金属纳米颗粒等离激元共振特性,分析了金属纳米颗粒等离激元共振对介质谐波的增强机制,综述了该增强机制在近几年所取得的最新研究成果及其在生物成像领域的应用。金属纳米颗粒等离激元共振在增强介质非线性特性领域的发展趋势是从简单的金属纳米颗粒向复杂形状纳米颗粒和金属纳米颗粒组装体的发展,这些新型金属纳米颗粒在非线性光学、生物医学上的疾病诊断和治疗有良好的实际应用前景。     

纳米尺度下的局域场增强研究进展

金属纳米颗粒的等离激元共振引起的局域场增强效应,对显微成像、光谱学、半导体器件、非线性光学等诸多领域都具有极大的应用潜力。尤其是在光学纳米材料领域,通过亚波长金属纳米颗粒与电介质的组合引起局域场增强效应,提高了纳米材料的光学性能,并促进纳米材料在光学领域的应用。本文主要综述几种常见纳米结构所产生的局域场增强效应及其应用,详细介绍并总结了金属纳米材料的不同结构参数与局域场增强的关系及局域场增强在非线性光学、光谱学、半导体器件等领域的应用。未来,随着对金属纳米材料的研究愈发深入,局域场增强的应用将更加广泛,这将对诸多领域的发展产生重要影响。     

低分子量聚乙烯亚胺/金纳米棒纳米载体的制备及毒性研究

以表面修饰巯基十一烷酸的金纳米棒 (GNRs/MUA)为骨架, 将低分子量的聚乙烯亚胺(PEI)连接到GNRs/MUA表面, 构建GNRs/MUA/PEI纳米载体.首先采用MUA对GNRs进行表面修饰, 减少由于GNRs表面的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)所造成的生物毒性.然后采用低分子量 PEI 进一步修饰, 同时利用GNRs巨大的比表面积进一步放大 PEI 的携带基因能力, 这样既能够降低阳离子聚合物的毒性, 又能够提高整个体系的转染效率.利用透射电子显微镜(TEM)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、Zeta电位等对纳米载体进行了表征.结果显示, MUA与PEI已成功修饰到GNRs表面, 并很好地保留了GNRs的光学性质, 其表面电位发生正负交替变化.采用噻唑蓝(MTT)比色法对纳米载体进行细胞毒性研究, 结果显示GNRs/MUA/PEI(1.8 kDa)非病毒纳米载体, 细胞存活率在控制聚合物浓度为300 μg/mL时仍然稳定在75%以上, 明显高于商品化的PEI(25 kDa).