双色量子点荧光共振能量转移葡萄糖传感研究

论文摘要

纳米材料为生物传感器的发展提供了无穷的想象空间,以发光纳米材料间的能量共振转移（FRET）技术为定量依据的分析方法具有较高的灵敏度和选择性,被广泛应用于生物分子传感之中。量子点以其优良的光谱性能被引入到FRET体系之中,不同尺寸的量子点之间的能量共振能够引起供体荧光信号的改变。当目标物预先结合到FRET体系的能量供体或能量受体上时,会保护能量供体的荧光免受能量受体的猝灭。本文以双色量子点构建FRET体系,并基于此FRET体系,以葡萄糖为模型目标物建立一种结合位点预占的生物分子传感新方法。首先合成巯基乙酸稳定的绿色CdTe量子点（Gre QDs）和红色CdTe量子点（Red QDs）,通过化学键合的方法,分别用伴刀豆球蛋白（Con A）和氨基葡萄糖盐酸盐（NH2-glu）对两种粒径的CdTe量子点进行了表面功能修饰,并对修饰后的量子点进行了紫外可见（UV-vis）、圆二色（CD）、红外（FT-IR）等光谱表征。其次以伴刀豆球蛋白修饰后的绿色量子点复合物（Gre QDs-Con A）和氨基葡萄糖修饰后的红色量子点复合物（Red QDs-NH2-glu）构建FRET体系,由于Con A对葡萄糖的特异性识别作用,体系中能量转移的效率会随葡萄糖的引入而降低,以此建立了响应位点预结合的葡萄糖传感新方法。以Gre QDs-Con A的荧光信号为F0,加入葡萄糖后的荧光信号为F,荧光强度比值F/F0与葡萄糖的浓度呈线性关系。在pH8.5的磷酸盐缓冲溶液（PBS,10mmol L-1）中,方法的线性范围、检出限和相对标准偏差分别为0.1～2.0mmol L-1、0.04mmol L-1和2.4%（1.0mmol L-1, n=9）。将本法应用于血清和尿样中葡萄糖的检测,回收率为91%-105%。本文所建立的葡萄糖传感体系还能形成荧光色差成像,实现对体系中葡萄糖的可视化半定量检测,鉴别能力为0.5mmol L-1。本传感方法在非平衡状态下进行,简单、快速、选择性好,并为葡萄糖的可视化检测提供了有利基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 血液中的葡萄糖
• 1.2 葡萄糖生物传感方法
• 1.2.1 酶分析法
• 1.2.2 非酶分析法
• 1.3 半导体纳米材料
• 1.3.1 量子点的性质
• 1.3.2 量子点的制备
• 1.3.3 量子点的表面功能化
• 1.4 本论文选题意义及研究内容
• 第2章 TGA-QDs的制备、修饰与表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器与试剂
• 2.2.2 TGA-QDs的制备
• 2.2.3 TGA-QDs的表面修饰
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 Gre QDs-Con A的表征
• 2-glu的FT-IR表征'>2.3.2 Red QDs-NH₂-glu的FT-IR表征
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于功能化量子点的葡萄糖传感研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与试剂
• 3.2.2 葡萄糖传感方法的建立
• 3.2.3 实际样品中葡萄糖含量的测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 结合位点预占-FRET葡萄糖传感的原理
• 3.3.2 共存物质的影响
• 3.3.3 葡萄糖传感方法的分析性能
• 3.3.4 实际样品分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 荧光色差成像葡萄糖传感
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器与试剂
• 4.2.2 荧光色差条带的形成
• 4.2.3 实际样品中葡萄糖的荧光色差成像
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 葡萄糖的荧光色差成像
• 4.3.2 实际样品分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文