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水溶性量子点荧光探针的制备及其生物应用

2020-12-11阅读(434)

水溶性量子点荧光探针的制备及其生物应用

论文摘要

近年来,水溶性量子点的生物应用前景越来越受到人们的关注。由于水相中合成量子点实验条件易于控制,方法简单,重复性高,成本较低,可大批量制备,表面电荷和表面性质可控,很容易引入各种官能团分子,同时其表面包覆了一层水溶性的修饰基团（如氨基、羧基等）,可与生物分子直接连接,从而使量子点成为一种很有发展潜力的生物荧光探针。利用具备较好生物相容性PAMAM树状大分子与水溶性量子点结合制备出稳定性高、生物相容性好的新型荧光纳米探针,发展量子点的生物标记为生物医学研究提供了一种荧光标记新方法。除此之外,对水和食品样品中的病原和指标微生物的检测和鉴定在公众和环境卫生起着至关重要的作用,利用量子点的优异荧光性质,将量子点用于大肠杆菌的标记,为发展量子点用于致病菌大肠杆菌的检测方法打下一定的基础。通过改变制备量子点的材料制备出新型水溶性、低毒性的锰掺杂的量子点对细胞进行体外标记,为之后这种新型量子点在细胞成像方面的应用打下了一定的基础。综上我们的论文工作如下：（1）在水相中通过使聚酰胺-胺树状大分子外围的氨基和CdTe量子点表面的羧基在EDC作为交联剂的条件下偶联制备出CdTe-PAMAM纳米复合物。对该纳米复合物进行了荧光光谱、透射电子显微镜表征。同时还成功的将其作为生物荧光探针对PK15细胞进行了标记。为制备出稳定性高、生物相容性好的量子点提供了一种简单、有效的方法,也为生物医学研究提供了一种荧光标记新方法。（2）利用量子点优异的荧光性质,为发展量子点用于标记、检测大肠杆菌的新方法打下一定的基础,探讨了影响标记的各种因素,包括交联时间、量子点的加入量等最优化交联条件。这项工作对发展量子点的荧光分析法在环境监测、食品安全中对大肠杆菌的检测的应用具有重要的意义。（3）采用亚硒酸钠作为硒源,通过成核-掺杂的策略,在水相中合成制备出锰掺杂的低毒性的硒化锌量子点,并将其成功的应用到细胞成像中。通过荧光光谱、X射线粉末衍射、透射电子显微镜对产物的发光性质、晶体结构、尺寸形貌进行表征。细胞成像和细胞毒性实验表明,产物具有较好的荧光性能和较低的毒性。本论文虽然利用量子点的荧光性质对致病菌大肠杆菌进行的交联,但是对于其下一步的定量检测仍需进一步的补充完善。在水相中合成制备出锰掺杂的低毒性的硒化锌量子点合成条件还有待进一步优化,以便更好地控制合成条件制备出荧光性能更优的量子点。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 前言
  • 1 量子点的基本性质
  • 1.1 量子点的光学特性
  • 1.2 量子点的发光机理
  • 2 量子点的水相合成方法
  • 3 量子点的生物应用
  • 3.1 在免疫荧光分析方面
  • 3.2 在微生物学方面
  • 3.3 量子点在细胞成像中的应用
  • 3.4 量子点在活体成像中的应用
  • 4 PAMAM树状大分子的在纳米材料制备中的研究进展
  • 5 课题设计思想及意义
  • 第二章 树状大分子修饰的水溶性量子点制备及其作为荧光标记生物探针的应用
  • 1 引言
  • 2 试剂与仪器
  • 2.1 试剂
  • 2.2 仪器
  • 3 实验方法
  • 3.1 水溶性CdTe量子点的制备及表征
  • 3.2 CdTe-PAMAM树状大分子荧光复合物的制备及表征
  • 3.3 PK15细胞培养
  • 3.4 PK15细胞与CdTe-PAMAM树状大分子荧光复合物的共育
  • 4. 结果与讨论
  • 4.1 水溶性CdTe量子点的光学性质表征
  • 4.2 CdTe量子点的透射电镜表征
  • 4.3 CdTe-PAMAM荧光纳米复合物的光学性质表征
  • 4.4 CdTe-PAMAM荧光纳米复合物的透射电镜表征
  • 4.5 细胞成像
  • 5 结论
  • 第三章 水溶性CdTe荧光量子点对大肠杆菌的标记研究
  • 1 引言
  • 2 试剂与仪器
  • 2.1 试剂
  • 2.2 仪器
  • 3 试验方法
  • 3.1 LB（Luria-Bertain）培养基配制
  • 3.2 细菌培养
  • 3.3 细菌菌落数测定
  • 3.4 水溶性CdTe量子点的制备及表征
  • 3.5 量子点与大肠杆菌的交联
  • 4 结果与讨论
  • 4.1 水溶性CdTe量子点的表征
  • 4.2 CdTe量子点与异硫氰酸荧光素（FITC）荧光性质的对比
  • 4.3 量子点与大肠杆菌细胞交联的最优条件
  • 4.4 CdTe量子点与大肠杆菌交联的荧光显微镜表征及其交联原理
  • 5 结论
  • 第四章 Mn:ZnSe量子点的水相合成及其对PK15细胞的成像研究
  • 1 引言
  • 2 试剂及仪器
  • 2.1 试剂
  • 2.2 仪器
  • 3 试验方法
  • 3.1 锰掺杂的硒化锌量子点的制备
  • 3.2 PK15细胞培养
  • 3.3 PK15细胞与锰掺杂的硒化锌量子点的共育
  • 3.4 MTT法测定细胞的相对活力
  • 4 结果与讨论
  • 4.1 光学性质表征
  • 4.2 X射线粉末衍射表征
  • 4.3 透射电镜表征
  • 4.4 细胞毒性研究
  • 4.5 细胞成像
  • 5 结论
  • 全文总结
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录

    • 相关论文文献

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