水溶性量子点及量子点/二氧化硅纳米粒子的合成及应用

从20世纪80年代开始研究的纳米技术在90年代获得了突破性进展,它对生物医学工程领域的渗透与影响是显而易见的,纳米生物技术是目前国际生物技术领域的热点研究课题,美国、日本、德国和我国均已将纳米生物技术列入国家重点发展领域。目前,纳米生物技术的应用涵盖从疾病诊断到靶向药物治疗和基因修复的诸多方面,其中,最受关注的是将半导体量子点用作生物标记、生物传感器和影像对比剂等。本论文以水相合成法制备了三种纳米粒子,并将所合成的三种纳米粒子应用于化学检测、生物医学检测及成像中。主要内容包括:论文第一章主要介绍了量子点的合成、生物医学应用以及应用中所遇到的问题和解决方法,阐明了本论文的研究意义及主要内容。论文第二章主要介绍了以巯基丁二酸（MSA）为稳定剂,通过回流和水热方法制备高质量的CdTe量子点。并利用所合成的CdTe量子点通过层层自组装的方法,制备成CdTe/PDDA量子点多层膜,并通过多层膜的荧光猝灭来检测水溶液中汞离子(Hg2+)的浓度。论文第三章主要介绍了通过反相微乳法合成CdTe量子点/二氧化硅（CdTe/SiO2）复合纳米粒子,以及将其作为荧光探针用于生物检测和细胞标记。论文第四章主要介绍了以巯基丙酸为稳定剂,利用成核掺杂的方法,在水溶液中合成Mn2+掺杂的ZnSe量子点（Mn:ZnSe d-dots）。由于这种掺杂型的量子点不含重金属元素Cd,从而减少了量子点的生物毒性。此外,我们还考察了所合成的Mn:ZnSe d-dots的光稳定性,与CdTe量子点相比,Mn:ZnSe d-dots具有更好的光稳定性。论文第五章,利用溴化乙啶（EB）作为探针,详细研究了前面几章中所合成的三种纳米粒子（CdTe QDs,CdTe/SiO2和Mn:ZnSe d-dots）与DNA分子之间的相互作用。研究结果表明,无论是在暗处还是在紫外光照射下,CdTe QDs都是最容易造成DNA损伤的纳米粒子;与CdTe QDs相比,CdTe/SiO2 NPs引起的DNA损伤大大减小,而Mn:ZnSe d-dots作为一种新型的掺杂型量子点几乎不引起DNA分子的损伤,这使其作为荧光标记物在生物医学研究领域具有巨大的应用潜力。