论文部分内容阅读
量子点(Quantum Dots, QDs)是当前科学研究的一大热点,它在传感领域的应用引起了国内外学者的广泛关注。由于量子点表面物理或化学性质的微小变化都会改变量子点的光学性质,因此量子点已广泛应用于各种分析物的检测。虽然可见光荧光量子点在分析化学中的应用已经十分广泛,但是近红外荧光量子点的荧光探针的开发和应用却刚刚起步。另外,目前用于荧光探针研发的量子点基本都是硫醇化合物功能化的量子点,却很少有非硫醇聚合物直接功能化的量子点作为探针的研究工作。本论文旨在探索近红外荧光量子点和非硫醇聚合物功能化的量子点的水相合成及其在细胞成像、化学／生物传感中的应用,主要研究内容和创新点如下：(1)应用层层取向生长技术发展了水相合成第二类核壳结构量子点一半胱氨酸功能化CdTe/CdSe (CYS-CdTe/CdSe)近红外量子点的方法。所合成的量子点在600～800nm范围内具有可调的荧光发射和高达12%的量子产率。该量子点的直径为4-5 nm,比有机金属法制备和功能化的CeTe/CdSe近红外量子点及水相制备的HgTe、PbS等近红外量子点的尺寸都要小。在避光条件下,该CYS-CdTe/CdSe量子点母液的荧光可以维持数月,而在生理介质中也可以保存24小时以上。为证明该量子点具有稳定的近红外荧光和足够小的尺寸足以适用于生物成像的应用,我们将其用于固定的人宫颈癌细胞株(Hela)的细胞染色。(2)构建了一种基于光活化的CYS-CdTe/CdSe近红外荧光量子点的硫醇探针。对CYS-CdTe/CdSe量子点进行表面改性,利用光催化氧化使量子点表面活化,使之对硫醇化合物产生荧光响应,为生物样品中的硫醇检测提供简便经济、高灵敏度和高选择性的新方法。在其它多种氨基酸和生物液体中主要离子、分子共存的情况下,我们所制备的光活化量子点对Cys, Hcy和GSH的近红外荧光检测中显示了良好的选择性和灵敏度。在人尿样、血清和细胞提取液中,加标5.0μM硫醇的回收率均在90%～109%范围内。该方法对Cys,Hcy和GSH的检出限(3s)分别为131、26和20 nM。(3)发展了一种基于阳离子聚合物—聚乙烯亚胺(PEI)修饰的CdS/ZnS量子点的叶酸荧光探针。这种量子点最大的优势就是它具有优良的稳定性,可以稳定存在于多种缓冲溶液中,尤其是在pH 6.5～10.0范围的Tris缓冲溶液中具有不受pH影响的稳定荧光。当保存在pH 7.4的Tris缓冲液中,该量子点可以稳定保存长达5个月而不发生絮凝或光氧化。该量子点可作为叶酸的荧光探针,并表现出了很好的重现性、灵敏度和选择性。该量子点荧光探针对叶酸检测限(3s)为35 nM,在应用于药品中叶酸含量的检测时能够有效的避免样品基质和共存物的干扰,加标2.0μM叶酸的回收率为99%～104%。