低毒性量子點(diǎn)的合成及應(yīng)用研究.pdf

1、量子點(diǎn)(QDs)是近年來興起的一種新型熒光材料，由于其獨(dú)特的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)，在生物標(biāo)記，藥物傳遞，傳感器，太陽能電池等方面有巨大的應(yīng)用潛質(zhì)。隨著技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用范圍的拓寬，對(duì)量子點(diǎn)本身的性質(zhì)也提出的更高的要求，例如高熒光性、高熒光產(chǎn)率、對(duì)環(huán)境的穩(wěn)定性和低毒性等。尤其是，QDs商業(yè)化以后，在生物體內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。量子點(diǎn)生物毒性的改良，引起了人們的關(guān)注。因此對(duì)量子點(diǎn)的改良和探索新型低毒性量子點(diǎn)成為了研究熱點(diǎn)。
　　本文研究了量子

2、點(diǎn)納米材料的合成，毒性改良和應(yīng)用。探索新型低毒性量子點(diǎn)的合成和應(yīng)用，主要的研究內(nèi)容分為以下幾個(gè)方面:
　　(1)首先，采用β-巰基乙胺(β-Cysteamine，Cys)為配位劑，在水溶液中合成了巰基乙胺保護(hù)的CdTe量子點(diǎn)(Cys-CdTe QDs)。以葡萄糖(Glucose)為保護(hù)劑，通過簡單的水浴法將葡萄糖連接到CdTe QDs表面，得到葡萄糖保護(hù)的CdTe QDs(Glu-CdTe QDs)。TEM，XRD檢測表明，CdT

3、e QDs的粒徑和晶型沒有發(fā)生改變。FTIR，UV-Vis，F(xiàn)L等結(jié)果表明，Glu-CdTe QDs的熒光強(qiáng)度和熒光效率提高8倍以上，并且抗光氧化的能力大大增加。同時(shí)研究了影響葡萄糖含量，水浴溫度和水浴時(shí)間等因素對(duì)Glu-CdTe QDs熒光性的影響，得到了最優(yōu)處理?xiàng)l件。Glu-CdTe QDs對(duì)大腸桿菌的殺菌率明顯降低。CdTe QDs的生物毒性得到了有效的改良。
　　(2)將葡萄糖鏈連接到巰基乙胺保護(hù)的CdTe QDs上。通過

4、水熱法將包覆在表面的葡萄糖鏈碳化，生成碳包覆的CdTe QDs納米復(fù)合體(CdTe@C NCs)。FT-IR，TEM，F(xiàn)ESEM，XPS和拉曼檢測結(jié)果表明，碳材料包覆到CdTe QDs表面。通過UV-Vis和FL研究了CdTe@C NCs的光譜學(xué)特性。在包覆后，CdTe@C NCs可以耐受堿性和酸性環(huán)境，NaCl溶液以及過氧化氫等。最后，對(duì)小鼠纖維細(xì)胞NIH3T3的MTT測試，證實(shí)了CdTe@C NCs的毒性較低。
　　(3)將β

5、-環(huán)糊精碳化，得到膜狀的殘余物，用作制備碳量子點(diǎn)(CNPs)的前驅(qū)體。明亮、形貌均一的CNPs通過硝酸回流上述前驅(qū)體制備。CNPs的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)通過SEM、TEM、FT-IR、FL、XRD和拉曼光譜分析。同時(shí)，討論了CNPs形成的機(jī)理。所制備的CNPs可用作過氧化物酶模擬物，催化檢測H2O2的反應(yīng)。結(jié)果表明，CNPs可以用于快速，靈敏檢測H2O2，測定了線性范圍和檢測極限。同時(shí)，CNPs還可以用于檢測一些氧化性的離子，例如Fe3+和A

6、g+。同時(shí)測量了對(duì)Fe3+和Ag+的檢測線性范圍及相應(yīng)的檢測極限。此外，通過MTT實(shí)驗(yàn)，證明了CNPs具有很好的生物兼容性，并將CNPs用于人類肝癌細(xì)胞HepG2的熒光顯像。
　　(4)制備了巰基乙胺包覆的金納米粒子(Au NPs)，并通過靜電作用將Au NPs負(fù)載到凹凸棒(ATB)上形成復(fù)合結(jié)構(gòu)(Au/ATP NCs)。金粒子的大小和負(fù)載量可通過調(diào)節(jié)ATP/Au比率來調(diào)節(jié)。Au/ATP NCs可用作過氧化物酶模擬物，用于催化檢測

7、H2O2。定量分析的結(jié)果表明，Au/ATP NCs可快速、靈敏檢測H2O2，測定了線性范圍和檢測極限。此外，反應(yīng)后的Au/ATP NCs可離心后收集起來再次用于反應(yīng)，循環(huán)使用8次以后，催化效率依然保持95％以上。基于吸收光譜和穩(wěn)態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，對(duì)過氧化物酶模擬物反應(yīng)活性的來源，提出了一種機(jī)理。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，Au/ATPNCs過氧化物酶模擬物的活性，可被拓展用于檢測一些氧化性離子（Fe3+和Ag+）。這是首次用Au/ATP NCs