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。     

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。     

不同巯基试剂修饰的CdTe量子点与BSA相互作用研究

修饰试剂对量子点的合成、性质具有重要的影响,但目前有关修饰试剂对量子点与蛋白质间相互作用的影响尚不清楚。采用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱及红外光谱研究了3种巯基化合物(巯基乙酸,TGA;L-半胱氨酸,L-Cys;还原型谷胱甘肽,GSH)修饰的CdTe量子点与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。通过Stern-Volmer方程对数据进行了分析,得到了不同CdTe量子点与BSA相互作用过程的ΔHθ,ΔGθ和ΔSθ,并比较了CdTe量子点的不同修饰剂对BSA荧光猝灭的影响。研究结果表明,3种修饰试剂包覆的CdTe量子点与BSA的相互作用均为静态猝灭过程,猝灭常数KSV(L-Cys)KSV(TGA)≈KSV(GSH);TGA和L-Cys修饰的CdTe量子点与BSA的结合力主要为疏水作用力,而GSH修饰的量子点与其结合力既有氢键作用力又有疏水作用力;这些结果说明量子点与BSA的作用过程与量子点表面修饰试剂的类型有关。     

表面修饰的ZnS:Mn量子点的发光性质及其对生物分子的检测

采用水热法制备了ZnS:Mn量子点,探讨了掺杂离子浓度对ZnS:Mn量子点的晶体结构和发光性质的影响。通过荧光光谱对样品进行表征。结果表明:掺杂离子的摩尔分数达到2%时,ZnS:Mn量子点在595 nm附近的发光最强;继续增加掺杂浓度反而出现荧光猝灭的现象。本文还研究了表面修饰对量子点形貌和发光性质的影响。通过透射电子显微镜(TEM)观察样品的形貌,发现经过3-巯基丙酸(MPA)修饰后的样品表面团聚现象得到改善,并且尺寸单一、单分散性较好,平均粒径约为5 nm。经过修饰后的样品减少了表面非辐射性缺陷中心,使掺杂Mn2+所引起的595 nm附近的发射峰强度增大。将MPA修饰后的ZnS:Mn量子点与牛血清白蛋白(BSA)分子进行生物偶联,并利用BCA法对偶联上的蛋白含量进行定量检测,结果显示经过修饰后的量子点偶联蛋白的能力更强。     

单质碘对水溶性CdTe量子点的荧光猝灭研究

合成了不同尺寸的、巯基丙酸和半胱氨酸修饰的水溶性CdTe量子点,并研究了I2与CdTe量子点的相互作用,实验发现I2能够明显猝灭CdTe量子点的荧光,且猝灭程度与量子点的修饰剂有关,没有表现出明显的尺寸依赖效应。     

Synthesis and Adsorption Study of BSA Surface Imprinted Polymer on CdS Quantum Dots

开发了CdS量子点用于牛血清白蛋白(BSA)表面压印的方法,将CdS量子点掺杂进BSA的分子压印聚合物中. 实验过程中对制备条件和吸附条件进行了优化. 量子点(QDs)和量子点分子压印聚合物(QDs-MIP)的形貌用扫描电子显微镜进行了表征. 当该QDs-MIP重新结合模板分子BSA时,CdS量子点的荧光被淬灭. 荧光淬灭的原因可能是量子点与模板蛋白质分子之间的荧光共振能量转移. 该聚合物对压印分子的吸附为单分子层吸附,符合Langmuir等温吸附模型. 化学吸附为速率控制步骤. 该新型聚合物的最大吸附容量可达226.0 mg/g,比未掺杂量子点的BSA压印聚合物提高142.4 mg/g.     

钾辅助增强CsPbBr_3钙钛矿量子点的荧光稳定性及其在QLEDs中的应用

为了提高钙钛矿(CsPbX_3,X=Cl,Br,I)量子点的荧光稳定性,实现钙钛矿量子点在下一代平板显示与固态光源中的长期应用,研究了钾元素对量子点荧光性能的影响。首先,采用热注入法合成了CsPbBr_3钙钛矿量子点。接着,用油酸钾与上述钙钛矿量子点进行反应,制备了钾元素修饰的钙钛矿量子点。最后,将这些钙钛矿量子点应用于发光二极管的发光层。实验结果表明,当油酸钾的含量为20μL/mL时,钾元素修饰的量子点的荧光性能优于未修饰的量子点。相比于未修饰的量子点所制备的器件,钾元素修饰的量子点所制备器件的最大亮度从1 845 cd/m~2增加到4 300 cd/m~2,最大电流效率从0.3 cd/A增加到1.3 cd/A。因此钾元素的引入可以有效地抑制量子点表面缺陷的产生,减少荧光量子产率的损失,增强量子点的荧光稳定性,实现更优越的器件性能。     

基于InP@ZnS QDs/Dured纳米荧光探针的DNA检测

利用巯基丙酸包覆的In P@Zn S量子点(QDs)与Dured构建了一种检测DNA的荧光探针。在该探针中,以环境友好型带负电的In P@Zn S量子点为荧光团,与带正电的Dured通过静电结合,构建了In P@Zn S QDs/Dured纳米荧光探针。通过荧光共振能量转移(FRET)机理,量子点荧光被猝灭;当DNA存在时,Dured与DNA的特异性结合使Dured从In P@Zn S QDs表面脱附,FRET过程被打断,In P@Zn S QDs荧光恢复,以荧光"关-开"方式检测DNA。该探针检测DNA的线性范围为2.0~275.0 ng·L-1,检测限为1.0 ng·L-1,并可用于模拟生物生理条件下的DNA检测。     

荧光光谱法研究叶酸与牛血清白蛋白的相互作用

用荧光光谱研究了叶酸(FA)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用.实验结果表明,叶酸能导致BSA的内源荧光猝灭,猝灭机制为静态猝灭;在298K和310K下用Stern-Volmer方程和热力学方程等处理实验数据,求出了结合常数Kn结合位点数n及热力学参数△G、△H和△S.叶酸与BSA之间的主要作用力为静电力.     

基于Mn掺杂ZnS量子点-BSA纳米复合材料检测头孢曲松钠

以3-巯基丙酸(MPA)为稳定剂,采用水相合成法合成了具有优良光学性质的Mn掺杂ZnS量子点。该量子点在室温条件下即可发射较强的磷光信号。将量子点与牛血清蛋白(BSA)偶联后,形成了纳米复合材料。由于BSA对量子点表面缺陷进行了有效修复,量子点发出的磷光明显增强。当加入头孢曲松钠后,头孢曲松钠与BSA的相互作用使量子点的磷光被有效猝灭,该磷光猝灭量(△P)与头孢曲松钠的浓度在一定范围内呈良好的线性关系(R=0.99)。量子点与BSA偶联的最佳条件为:pH=7.4,反应温度37 ℃,反应时间40 min,BSA浓度80 mg·L^-1,量子点浓度40 mg·L^-1。反应形成新的生物纳米复合材料,作为头孢曲松钠的磷光探针,其线性范围为0~30 μmol·L^-1,相关系数R=0.99,检出限为0.14 μmol·L^-1,相对标准偏差为1.63%。     

N掺杂碳量子点光稳定剂的制备及光学性能

利用水热反应,以柠檬酸为碳源制备碳量子点,再以2,2,6,6-四甲基哌啶胺为修饰剂,使碳量子点表面的含氧基团与2,2,6,6-四甲基哌啶胺反应,实现了碳量子点的功能化。实验结果表明,修饰后的碳量子点紫外吸收和蓝色荧光发射特性明显优于未修饰的碳量子点。修饰后的碳量子点平均粒径为3.16 nm,荧光量子产率为21.2%,水溶性好,颜色浅,可作为高得率浆纸张的光稳定剂使用,并能提高纸张初始白度3ISO%~4ISO%。随着自由基捕获剂基团的引入,碳量子点能有效捕获纸张因光照而产生的活性自由基,提高了纸张的耐光性。     

水热法合成Ag-In-Zn-S绿色四元量子点 及其荧光性能研究

以无机金属盐为原料、谷胱甘肽(GSH)和柠檬酸钠(SC)为配体,通过水热法制备了AIZS量子点.系统研究了pH值、Ag/In比例、Ag/Zn比例对AIZS量子点的合成及其荧光性能的影响,并通过X射线衍射仪、透射电子显微镜、红外光谱、紫外-可见吸收光谱以及光致发光光谱分别对样品的结构、形貌和荧光性能进行了表征.实验结果表明,通过水热法可以制备出具有优异荧光性能的AIZS四元绿色量子点.随着pH值的增加(pH值=7～9),配体GSH和SC有效地钝化了AIZS量子点的表面缺陷,显著提高了其荧光强度.当Ag/In比例为1∶1～1∶11范围内,量子点发光峰的中心位置覆盖632.1 nm～588.9 nm;当Ag/In=1∶7时,AIZS量子点的量子产率高达27.3%.此外,随着Ag/Zn比例从1∶0.5减小至1∶3.0,量子点的合金化效应逐渐增强,使其发光峰位从604.1 nm蓝移至581.5 nm;当Ag/Zn=1∶1.5时,AIZS量子点的发光强度达到最大值,量子产率进一步提升至35.3%,说明Zn~(2+)的引入具有稳定AIZS量子点的晶格以及抑制非辐射复合效应的作用,从而显著提高量子点的荧光性能.在200 mA的电流驱动下,AIZS量子点基白光LED的光效可达60.8 lm/W,显色指数高达80.1,色坐标为(0.29,0.35),说明AIZS四元量子点在照明领域具有良好的应用前景.     

β-环糊精修饰Mn-ZnS量子点荧光探针用于检测血液中对乙酰氨基酚

为了能够有效快捷地实现低浓度对乙酰氨基酚的检测,本文利用量子点电子转移荧光猝灭的机理,对量子的的修饰和对乙酰氨基酚的检测方法进行实验研究。首先,将乙二胺-环糊精成功修饰到Mn-ZnS量子点表面,增强其荧光稳定性和水溶性,再利用β-环糊精对对乙酰氨基酚的包合作用,使对乙酰氨基酚进入β-环糊精的空腔内,与量子点表面发生电子转移,进而使荧光猝灭。然后,基于乙二胺-环糊精修饰的ZnS量子点电子转移荧光猝灭的机理,建立了一种检测血液中对乙酰氨基酚含量的荧光光谱分析新方法。实验还考察了反应时间与反应温度对对乙酰氨基酚检测的影响。实验结果表明,在反应时间为35 min、反应温度为40℃的条件下,乙二胺-环糊精修饰ZnS量子点的荧光强度与对乙酰氨基酚的浓度呈良好的负线性关系,对乙酰氨基酚的浓度范围为1～100 ng/L,检出限为0.64 ng/L,RSD(%)为1.69%(n=11),用于血液样品的检测时,加标回收率为91.06%～103.82%。该方法实现了低浓度对乙酰氨基酚含量的检测,且操作快速、简便。     

靶向性荧光探针在乳腺癌早期诊断中的应用

选用E1/E3缺失型腺病毒作为靶向探针的载体,用化学修饰法将叶酸共价偶联腺病毒衣壳蛋白以提高探针的靶向性,用荧光染料罗丹明B偶联叶酸修饰的腺病毒,制备叶酸-腺病毒-RB探针,在体外研究此探针的毒性和靶向性.用近红外荧光染料ICG共价结合叶酸修饰的腺病毒,合成叶酸-腺病毒-ICG探针,使用近红外成像技术在位实时监测探针在体内的靶向性.实验结果证明叶酸-腺病毒-RB和叶酸-腺病毒-近红外探针对正细胞毒性较小,对早期乳腺癌细胞/组织具有较好的靶向性.     

聚丙烯酸修饰核壳结构水溶性量子点的制备及表征

先用硫脲修饰的量子点为核,再用聚丙烯酸包覆,并用聚乙烯吡咯烷酮K-30为稳定剂,合成粒径分布均匀、性能稳定的核壳结构水溶性量子点荧光体。采用荧光发射光谱、红外光谱和透射电镜对样品进行表征并探索核量子点在聚丙烯酸聚合物溶液中含量对量子点荧光体的影响。结果表明:聚丙烯酸修饰后量子点粒径分布更均匀;荧光发射主峰由548nm蓝移到448nm。红外光谱图中2 092.8和1 384.3cm-1分别归属于羧基的CO和C—O伸缩振动,1 644.5cm-1归属为酰胺键的CO伸缩振动,核量子点在聚丙烯酸聚合物溶液中最佳含量为2.67mg.mL-1。该量子点制备方法简单易行,具有较好的稳定性及高荧光量子效率,为进一步应用于生物标记奠定基础。     

ZnSe:Cu/CdS核壳量子点的合成及光学性能研究

以CdS为壳层材料对核水溶性ZnSe:Cu量子点进行包覆,得到ZnSe:Cu/CdS核壳结构的量子点。研究了壳层厚度对ZnSe:Cu量子点光学性能的影响,采用TEM、XRD、PL和UV-Vis手段对所得样品进行表征。实验结果表明:量子点为立方闪锌矿结构,分散性好,形状为球形,经壳层修饰后量子点的粒径由2.7 nm增大到4.0 nm。随着包覆CdS壳层数的增加,量子点的发射和紫外吸收谱红移,说明量子点在长大,证明CdS壳层生长在ZnSe:Cu量子点的表面,形成了核壳结构的ZnSe:Cu/CdS量子点。包覆CdS壳层后ZnSe:Cu量子点的发光强度减弱,但稳定性得到了提高。     

荧光光谱法研究水溶性L-Cys-CdS量子点与肌红蛋白的相互作用

以L-半胱氨酸为修饰剂,采用配位化学原理合成具有良好水溶性和生物相容性的L-Cys-CdS量子点.采用紫外-可见光谱及荧光光谱,考察了肌红蛋白(Mb)溶液浓度、酸度对L-Cys-CdS量子点荧光性质的影响.结果表明Mb对量子点荧光有猝灭作用,并且Mb的浓度及酸度对荧光猝灭均有影响,并探讨了导致荧光猝灭的原因以及量子点与肌红蛋白相互作用机理.     

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。     

CdTe量子点标记雌二醇衍生物的研究

以巯基乙酸为修饰剂合成高量子产率的CdTe量子点,并成功标记生物小分子17β-氨基雌二醇.紫外光谱、荧光光谱、红外光谱以及倒置显微镜照片分析表明CdTe量子点在活化剂N-羟基琥珀酰亚胺的作用下,通过表面的羧基与17β-氨基雌二醇的氨基以共价键结合,这为建立基于量子点探针的新型的药物筛选模型提供了实验基础.     

巯基琥珀酸包被的CdTe量子点的制备及其在细胞标记中的应用

以巯基琥珀酸(MSA)作为稳定剂,在水溶液中合成稳定的CdTe纳米量子点,用紫外-可见荧光分光光度和荧光光谱方法研究了CdTe量子点的发光特性.并将其与鼠抗人AFP抗体连接制备水溶性CdTe-AFP复合物探针,对人肝癌细胞进行标记和成像.结果表明所制备的CdTe-AFP复合物探针对人肝癌细胞成像清晰,在生物医学领域具有重要的应用价值.