量子点作为目前重要的一种低维半导体材料,其在三维空间方向上的三个尺寸都小于其激子玻尔半径的两倍,因而具有良好的量子限域效应,其荧光发射具有较强的尺寸关联性,被广泛地应用于光电材料和生命科学领域,显示出较好的应用前景。常见的量子点有Ⅱ-Ⅵ元素或Ⅲ-Ⅴ族元素构型,且目前研究较多的为Ⅱ-Ⅵ族量子点,Ⅱ-Ⅵ族以含Cd和Zn量子点研究较为常见。由于Cd元素具有一定的生物毒性,而含Zn量子点生物毒性相对较小且其表面配体与生物分子兼容性较好。所以,含Zn量子点在生物领域的应用更加广泛,研究含Zn量子点相关特性对促进量子点在生物领域中的应用具有重要意义。本论文利用传统量子点合成技术路线—水相合成法,以生物分子谷胱甘肽作为表面稳定配体合成出了Zn Se量子点。利用X射线衍射(XRD)、电子显微镜等表征手段对其进行了表征,证实合成出了直径在3 nm,表面包覆谷胱甘肽生物相容性较好的Zn Se量子点。量子点的斯托克斯位移15 nm,荧光发射峰在375nm且强度较强,以上数据证明我们合成出了质量较好的Zn Se量子点。以Zn Se量子点为基础,从量子点在生物领域中的应用出发,利用紫外可见吸收光谱,荧光光谱,时间分辨荧光光谱(TCSPC)等光谱手段研究了量子点的荧光动力学对不同p H值的响应,对其在生物系统中可能的应用进行了讨论。研究发现Zn Se量子点荧光衰减具有两个寿命,大约为4 ns和24 ns,分别来源于核内非局域载流子复合和表面态局域载流子复合。Zn Se量子点荧光寿命对不同p H范围具有不同的响应性,最大响应p H值的区间为6～8。实验进一步发现两个寿命的比值在不同p H值范围内具有较好的线性相关性,线性斜率最大值同样在6～8的p H值区间内。该研究证明,Zn Se量子点作为p H值探针应用于生物体系中具有一定的可行性,本论文创新性地利用其时间分辨荧光光谱对p H值的响应特性作为检测p H值的方法,避免了使用传统稳态荧光光谱法会受浓度、激发光功率等因素的影响,具有一定的稳定性。另外,进一步用二维红外超快光谱研究了Zn Se量子点表面配体与量子点之间的相互作用,从配体角度解释了量子点的相关性质。通过对比表面配体及游离形式的谷胱甘肽分子两者光谱的峰位置、峰形、振动弛豫、各向异性动力学,研究了Zn Se量子点对表面配体分子性质的影响,发现量子点对表面配体分子的影响主要存在于其各向异性动力学上,对配体分子自身结构,动力学过程的演化等相关性质改变不大。该研究说明,量子点对表面偶联分子的相关性质的影响并不强烈,其被作为生物分子标记物应用于生物体系中时,对被标记分子的生物活性可能具有较小的影响,使得其进行生物分子标记应用时是合适的。