CdTe量子点荧光探针的合成、表征及其在分析中的应用

论文摘要

量子点克服了有机荧光染料的许多不足之处,正逐渐取而代之以用于生物分析、化学检测以及临床检验等领域。量子点的潜在应用很多,但如何制备荧光效率高、生物相容性好的量子点,以及如何消除量子点在其应用环境中的毒性问题仍然是量子点研究的瓶颈。本项研究首次系统地提出了一种量子点纯化方案。实验根据胶体溶液的性质,向巯基乙酸包被的CdTe量子点胶体溶液中加入极性较小的溶剂,使得极性较大的量子点胶粒沉淀、分离,并对各种纯化条件参数进行了优化讨论。纯化后的量子点表现出很好的荧光性质,能够与生物大分子进行很好的偶联。对纯化后巯基乙酸包被的CdTe量子点的表征结果表明：纯化方案合理、方便、效果较好。荧光显微镜照片显示：纯化后的量子点可直接用于标记酵母菌的细胞壁。纯化后量子点-溶菌酶偶联产物的荧光强度与溶菌酶的浓度呈良好的线性,检出限可达1.7 mg/L,测定的相对标准偏差（RSD）为3.2%（14.0mg/L,n=11）。本项研究首次提出了用半胱氨酸作为修饰剂水热法制备CdTe量子点的新方法。与文献报道的方法相比,本方法具有以下优点：可在室温下（20℃）制备前驱体；合成周期短（30 min可得到蓝色荧光量子点,5 h可得到红色的荧光量子点）；扩宽了制备条件的pH值范围（pH：7.2-9.0）；省略了量子点的孵育步骤；量子点荧光发射波长的分布范围宽（480-650 nm）。应用前述纯化方案进行量子点的纯化,效果较好。进一步验证了纯化方案的通用性以及进行纯化步骤的必要性。条件优化实验结果表明：得到的半胱氨酸包被的CdTe量子点的荧光强度对Cu2+具有选择性响应。当Cu2+浓度在0.4-64.0μg/L范围内时,量子点荧光强度的变化与Cu2+浓度呈良好的线性关系。线性方程为：线性相关系数为r=0.9993,方法的检出限为0.1μg/L。对浓度为15.9μg/L的Cu2+标准溶液平行测定11次,得到的相对标准偏差为0.8%。用制备的CdTe量子点作为离子探针测定了黄瓜中的铜含量,与经典石墨炉原子吸收法的测定结果一致。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 量子点的概念
• 1.2 量子点的性质
• 1.3 量子点的制备方法
• 1.3.1 有机合成路线
• 1.3.2 无机合成路线
• 1.3.3 核-壳结构量子点的制备
• 1.3.4 量子点的表面修饰
• 1.4 量子点的应用研究进展
• 1.4.1 量子点荧光探针在生物学中的应用
• 1.4.2 量子点荧光探针在化学检测中的应用
• 1.5 溶菌酶及其性质
• 1.6 选题的意义及思路
• 第2章 巯基乙酸包被CdTe量子点纯化及其作为生物探针的应用研究
• 2.1 引言
• 2.2 试剂
• 2.3 仪器
• 2.4 实验部分
• 2.4.1 巯基乙酸包被CdTe量子点的制备
• 2.4.2 CdTe量子点的纯化
• 2.4.3 用CdTe量子点荧光探针标记酵母菌
• 2.4.4 用CdTe量子点荧光探针定量测定溶菌酶
• 2.5 结果与讨论
• 2.5.1 纯化原理
• 2.5.2 有关量子点纯化的参数优化
• 2.5.3 纯化前后量子点的荧光性质比较
• 2.5.4 CdTe量子点对酵母菌的标记
• 2.5.5 用CdTe量子点为标记物定量测定溶菌酶
• 2.6 小结
• 第3章 半胱氨酸包被CdTe量子点制备及其作为离子探针的应用研究
• 3.1 引言
• 3.2 试剂
• 3.3 仪器
• 3.4 实验部分
• 3.4.1 半胱氨酸包被CdTe量子点的制备
• 3.4.2 量子点的纯化
• 3.4.3 半胱氨酸包被CdTe量子点的表征
• 2+'>3.4.4 用CdTe量子点作为离子探针测定痕量Cu²⁺
• 3.4.5 样品分析
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 半胱氨酸包被CdTe量子点的荧光性质
• 3.5.2 半胱氨酸包被CdTe量子点的结构表征
• 2+'>3.5.3 用CdTe离子探针测定痕量Cu²⁺
• 3.5.4 样品分析结果
• 3.6 小结
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文