水溶性Ⅱ-Ⅵ族核壳型纳米粒子的合成、表征及其在核酸测定中的应用

论文摘要

半导体纳米粒子由于其独特的物理和化学性质,在生物学、分析科学和医学等领域显示出巨大的应用潜力,对新型的发光性能良好的半导体纳米粒子的制备方法及其在生物应用方面的研究成为了重要的研究领域。本论文采用胶体化学合成方法,在水相中合成新型半导体纳米粒子,研究其在生物荧光探针方面的应用。本论文的主要研究结果以及结论如下:1.在水相中以柠檬酸钠为稳定剂成功合成了水溶性CdSe/CdS核壳纳米粒子,以荧光光谱研究了反应温度、时间、pH值、核壳比例、稳定剂的量等因素对CdSe/CdS纳米粒子光谱性质的影响,探索其最佳合成条件;通过透射电子显微镜（TEM）、X射线粉末衍射（XRD）、红外光谱（IR）、紫外可见吸收光谱（UV-Vis）和荧光光谱（PL）等方法表征了纳米粒子的晶型结构、尺寸、形貌、组成成分及其光谱特性;结果表明CdSe/CdS核壳纳米粒子具有优异的发光性能、水溶性和生物兼容性。2.以半胱氨酸为稳定剂,在水相中成功合成了新型水溶性CdSe/CdS/ZnS单核双壳纳米粒子。以荧光光谱研究了制备条件对CdSe/CdS/ZnS纳米粒子光谱特性的影响,探索其最佳合成条件。通过TEM、XRD、IR、UV-Vis、PL等方法对纳米粒子的晶型结构、尺寸、形貌、组成成分及其光谱特性进行了表征;结果表明半胱氨酸修饰的CdSe/CdS/ZnS单核双壳纳米粒子具有优异的发光性能,半胱氨酸表面修饰可以改善纳米粒子的水溶性和生物兼容性。新型的CdSe/CdS/ZnS单核双壳纳米粒子稳定性好、发光效率高,且具有良好的水溶性和生物兼容性。3.基于小牛胸腺DNA对水溶性CdSe/CdS/ZnS单核双壳纳米粒子荧光产生猝灭现象,建立了以水溶性CdSe/CdS/ZnS单核双壳纳米粒子作为荧光探针测定小牛胸腺DNA的新方法。在最佳条件下,小牛胸腺DNA的质量浓度在10～650μg·L-1范围内与体系的荧光猝灭程度呈良好的线性关系（线性相关系数0.9993）,检测限为2.8μg·L-1该方法简单快速、灵敏度高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 中文文摘
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 纳米材料概述
• 1.1.1 小尺寸效应
• 1.1.2 表面效应
• 1.1.3 量子尺寸效应
• 1.1.4 宏观量子隧道效应
• 1.2 核壳型半导体纳米微粒
• 1.2.1 核壳型复合半导体纳米微粒分类
• 1.2.2 核壳型复合半导体纳米粒子光学性质
• 1.3 半导体纳米粒子的制备方法
• 1.3.1 水热合成法
• 1.3.2 微乳液法
• 1.3.3 沉淀法
• 1.3.4 模板合成法
• 1.3.5 胶体化学法
• 1.4 半导体纳米粒子作为荧光探针在生物医学中的应用
• 1.4.1 半导体纳米粒子作为荧光探针与有机染料性质比较
• 1.4.2 半导体纳米粒子与生物分子的作用方式
• 1.4.3 半导体纳米粒子作为荧光探针在生物医学中的应用
• 1.5 本论文的目的、意义及主要研究内容
• 第2章 水溶性CdSe/CdS核壳纳米粒子的合成及荧光性质研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器与试剂
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果及讨论
• 2.3.1 CdSe/CdS核壳纳米粒子结构与形貌表征
• 2.3.2 红外光谱分析
• 2.3.3 吸收光谱和荧光光谱分析
• 2.3.4 合成条件的优化
• 2.4 本章小结
• 第3章 水溶性单核双壳CdSe/CdS/ZnS纳米粒子的合成及其荧光性质研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与试剂
• 3.2.2 CdSe/CdS/ZnS单核双壳纳米粒子的制备
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 CdSe/CdS/ZnS单核双壳纳米粒子的结构与形貌表征
• 3.3.2 红外光谱分析
• 3.3.3 吸收光谱与荧光光谱分析
• 3.3.4 合成条件优化
• 3.4 本章小结
• 第4章 水溶性CdSe/CdS/ZnS单核双壳纳米粒子作为荧光探针在核酸测定中的应用
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂与仪器
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 CdSe/CdS/ZnS纳米粒子与DNA相互作用的荧光光谱
• 4.3.2 测定条件优化
• 4.3.3 体系的分析性能
• 4.3.4 干扰物质的影响
• 4.3.5 合成样品测定
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 个人简历