生物相容性荧光半导体复合纳米晶的合成

论文摘要

CdTe荧光半导体量子点具有变革生物成像的作用，可替代传统有机染料广泛应用于生物标记，荧光探针等领域，但因为其在生物体内的毒性，不稳定性以及光特异性吸收等限制了荧光量子点在生物体内的应用。因此，本文提出通过使用有机与无机材料分别对量子点进行包裹以制备生物相容性的复合荧光量子点，所采用的材料分别为CdS、ZnS以及脂质体，分别得到了核／壳型与三重核／壳型复合量子点。CdTe量子点的合成是在水相中完成的，通过考察反应体系pH值、回流时间、反应物浓度等条件得到了制备高量子效率量子点的最佳合成工艺。透射电镜结果表明，CdTe量子点的尺寸较小，其平均粒径约为2.5nm左右。本文详细探讨了核／壳型CdTe／CdS与CdTe／CdS／ZnS三重核／壳型无机复合纳米粒子的合成。采用了多种合成路线制备了CdTe／CdS核壳型量子点，由于核／壳型量子点的粒径大于CdTe量子点，因此其在其荧光发射峰发生红移的同时荧光强度有所增强。为了进一步降低CdTe量子点的毒性，本文还尝试了CdTe／CdS／ZnS三重复合量子点的合成。随着其粒径的增大，荧光发射峰红移，但其荧光强度有所减弱。此外，本文尝试使用生物材料脂质体对CdTe量子点进行包裹以提高其生物相容性。由于脂质体主要成分磷脂在水中可形成亲水的空心球结构，因此，本文分别通过旋转蒸发、超声震荡、挤压等方法促使CdTe量子点在脂质体空心球中聚集包埋，并探讨了反应体系对量子点包埋效果的影响。荧光谱图和透射电镜图结果表明，CdTe量子点被脂质体所负载，其粒径增长到20 nm左右。研究结果表明，旋转蒸发温度在30℃条件下所制备的复合量子点的荧光强度最强，并且相对于CdTe量子点的荧光发射峰基本无偏移，随着脂质体复合量子点浓度的增大，脂质体包裹的复合量子点的荧光强度呈先升高后降低的趋势。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 纳米科技
• 1.2 纳米粒子简介
• 1.2.1 纳米粒子的特性
• 1.2.1.1 量子尺寸效应
• 1.2.1.2 表面效应
• 1.2.1.3 光学性能
• 1.2.1.4 纳米微粒悬浮液和动力学性质
• 1.2.2 纳米粒子的合成
• 1.2.3 半导体复合纳米微粒的制备
• 1.2.4 常用的纳米粒子表征方法
• 1.3 半导体纳米微粒在生物医学研究中的应用
• 1.4 脂质体的合成方法
• 1.5 课题研究意义
• 1.6 本论文的选题及设计思路
• 第二章 量子点的制备和选择
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验试剂和仪器
• 2.1.2 样品合成
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 水溶液中制备的 CdTe纳米晶的光致发光性质
• 2.2.1.1 不同回流时间的CdTe纳米粒子的荧光光谱
• 2.2.1.2 不同浓度下 CdTe纳米粒子的荧光光谱
• 2.2.1.3 pH值对 CdTe纳米粒子发光强度的影响
• 2-对 CdTe纳米粒子光致发光性质的影响'>2.2.1.4 S^2-对 CdTe纳米粒子光致发光性质的影响
• 2.2.2 CdTe形貌尺寸表征
• 2.2.3 量子产率的计算
• 2.3 本章小结
• 第三章 CdTe/CdS和 CdTe/CdS/ZnS核壳型纳米粒子的制备
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验试剂和测试仪器
• 3.1.2 CdTe/CdS纳米晶的合成
• 3.1.3 CdTe/CdS/ZnS纳米晶的合成
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 CdTe/CdS纳米晶合成方法
• 3.2.2 CdTe/CdS/ZnS纳米晶的合成条件
• 第四章 生物相容性的复合荧光 QDs的合成
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验试剂和仪器
• 4.1.2 实验方法
• 4.1.2.1 脂质体包裹的CdTe复合量子点的制备
• 4.1.2.2 样品的制备
• 4.2 结果和讨论
• 4.2.1 脂质体包裹后的荧光强度
• 4.2.2 不同浓度的脂质体包裹的量子点的研究
• 4.2.3 不同温度下脂质体量子点荧光强度变化
• 4.2.4 CdTe量子点和脂质体复合量子点透射电镜图比较
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢