生物荧光探针的纳米晶体量子点合成技术进展

纳米晶体量子点最有前途的应用领域是在生物体系中作为荧光探针，量子点的光学特性与传统的有机荧光染料相比有明显的优越性，如具有宽的激发光谱、窄的发射光谱、高的荧光量子产率，寿命更长等优点。本文评述了作为生物荧光探针的量子点的合成及用于生物探针时的量子点表面修饰技术的最新进展。     

作为生物荧光标记物的量子点

与传统的有机染料相比,量子点具有强度高、稳定性好、能够用一种波长的光源激发多种波长荧光的特性.由于可以与抗体等生物分子共价结合,量子点可作为很好的荧光探针用于各种标记性研究.本文阐述了量子点的特性、在合成及生物结合方面的最新进展以及量子点在生物医药学中的应用.     

氮掺杂石墨烯量子点对Cr(Ⅵ)的选择性检测

为制备生物兼容性良好的Cr(Ⅵ)离子检测材料,以柠檬酸为碳源,以氨水为氮源,采用水热法制备了具有良好水溶性和荧光性能的氮掺杂石墨烯量子点(N-GQDs).以N-GQDs作为荧光探针,基于Cr(Ⅵ)能够使荧光探针的荧光发生淬灭的原理,实现对水溶液中Cr(Ⅵ)的选择性检测.研究水热温度、反应时间、溶液的pH值对N-GQDs荧光性能的影响,并借助傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线电子能谱(XPS)表征了氮掺杂石墨烯量子点的化学信息.结果表明:随着水热温度、反应时间、pH值的增加,N-GQDs的荧光强度先增大后降低;在水热温度180℃、反应时间10 h、pH=7.0时,氮掺杂石墨烯量子点的荧光性能最好,此时该荧光探针在水溶液中的最低检测限可达到50 nmol/L.     

CdTe量子点的合成及作为离子荧光探针的应用

以巯基乙酸为修饰剂,在水相中制备稳定的CdTe量子点,利用单因素法和正交试验设计研究了pH值、反应时间、反应温度、反应物浓度比等合成条件对CdTe量子点荧光光谱性质的影响。以CdTe量子点为荧光探针,探讨了Hg2＋离子与量子点的荧光猝灭作用：在pH6.24的KH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液中,Hg2＋离子浓度在10～150 ng/mL范围与量子点荧光猝灭强度呈现良好的线性关系,相关系数r=0.994 5,检出限8.7 ng/mL,CdTe纳米荧光探针可用于Hg2＋等的测定。     

系统素量子点生物荧光探针的构建及特性

采用碳二亚胺法偶联系统素多克隆抗体和水溶性CdSe/ZnS量子点,制备了系统素量子点免疫荧光探针( antiSys-CdSe/ZnS),并对该探针的特异性和荧光特性进行了研究.结果表明,antiSys-CdSe/ZnS和系统素多克隆抗体的中点效价分别为1∶3.21×104和1∶9.45×104,两者对系统素的免疫识别能力近似;体系中硼酸缓冲液的pH为9.0时,antiSys-CdSe/ZnS量子点荧光探针溶液的荧光强度最强,其荧光强度约为原量子点荧光强度的47％;在牛血清白蛋白(BSA)存在时,antiSys-CdSe/ZnS 的荧光强度明显增加;当体系中含有1％ BSA时,antiSys-CdSe/ZnS溶液的稳定性和荧光强度最佳.     

CdSe/CdS量子点荧光探针检测Cu2+

采用液相反应法在水介质中合成巯基乙酸封端的CdSe/CdS核壳结构量子点,基于Cu²⁺对量子点荧光的猝灭效应,以CdSe/CdS核壳量子点为荧光探针定量检测水溶液中Cu²⁺的浓度。研究结果表明：Cu²⁺的浓度为0.5～60μmol/L时,CdSe/CdS量子点的荧光强度与Cu²⁺的浓度成良好的分段线性关系,浓度检测限为0.06μmol/L;该荧光探针对Cu²⁺的检测具有高选择性;对实际自来水样品中Cu²⁺的检测结果准确可靠;量子点的淬灭机理为动态淬灭。     

基于氧化钼量子点对半胱氨酸的检测

生物体内半胱氨酸(L-Cys)浓度异常会导致多种疾病的发生,因此半胱氨酸的高灵敏检测具有重要的临床意义。分别将市售二硫化钼粉末和过氧化氢作为前体和氧化剂成功地制备了具有强荧光的氧化钼量子点(MoO_X·QDs),并发现铜离子可猝灭氧化钼量子点的荧光。而后,根据巯基与铜离子间的特异相互作用,加入L-Cys后荧光得到恢复。以氧化钼量子点作为新型荧光探针,建立了高灵敏和高选择性的半胱氨酸检测方法。在优化后的实验条件下,当半胱氨酸浓度为5~25μmol·L~(-1)时,体系的荧光恢复程度与半胱氨酸浓度间呈现良好的线性关系,线性相关系数R~2=0.99。可重复性好,且其他氨基酸干扰小,可应用于水样或混合氨基酸合成样品中半胱氨酸的检测,为以后临床医学人体疾病的诊断打开了新思路。     

脂质体包裹的CdTe复合量子点的合成

应用脂质体包裹技术合成了具有生物相容性的CdTe复合荧光量子点，通过透射电子显微镜和荧光谱图证实脂质体包裹复合量子点是成功的．用荧光分光光度计表征了脂质体包裹后的复合量子点，基本上保持了量子点的荧光特性；同时检测到随着脂质体包裹的量子点浓度的由低到高变化，荧光强度先升高后降低。     

CdSe荧光探针用于靶向目标癌细胞成像和药物应用

制备了一种新型的阿霉素-量子点-叶酸纳米复合物,作为荧光探针进入目标癌细胞可以产生荧光和毒性,用来对癌细胞靶向成像和输送药物。当靶向叶酸受体诱导纳米复合物进入细胞,细胞内谷胱甘肽断裂复合物,该复合物在细胞内显示了较强的荧光和毒性。     

生物功能化AgInS_2量子点的制备及其生物应用

为制备水相、低毒、生物兼容性较好的三元量子点,通过水相合成法制备三元银铟硫(AgInS_2)量子点,并用叶酸(FA)对其进行修饰,利用透射电子显微镜、紫外-可见-近红外分光光度计、荧光分光光度计、傅里叶红外光谱仪等表征手段对纳米复合材料的形貌、光学性质、化学组成、细胞毒性及荧光成像进行了研究。结果表明,水相AgInS_2量子点的尺寸约为5nm~6nm,经叶酸(FA)修饰后,细胞毒性较低,在乳腺癌细胞中成像时红色荧光更明显,说明通过叶酸的修饰可提高量子点的生物兼容性。因此这类具有较好水溶性和生物兼容性的FA-AgInS_2量子点可直接应用于生物成像研究,为乳腺癌的快速体外检测打下了良好的实验基础。     

Mn^2＋和Ce^3＋共掺杂的CdS量子点制备及其光谱研究

采用低温水热技术,以硫脲为稳定剂,在90℃的水相中合成了发蓝色荧光的Mn^2＋和Ce^3＋共掺杂的CdS体量子点。用透射电子显微镜对该量子点形貌进行了表征,其直径约为10 nm的球形颗粒。研究了该量子点的紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱以及荧光光谱随时间的变化。结果表明,Mn^2＋和Ce^3＋共掺杂使CdS量子点的发光强度提高10倍;该量子点具有较好的发光稳定性。     

InSb量子点的微观结构及其光学性质

采用水平滑移式液相外延技术制备了不同形貌的InSb量子点,并利用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱(EDS)和Raman光谱研究了量子点的微观结构及其光学性质.SEM表明制备的InSb量子点易发生团聚,其粒径随着过冷度的增大而增大.EDS谱中出现了量子点的In和Sb元素峰.在182 cm-1波数处,Raman光谱中观察到InSb量子点的横向光学声子(TO)模式.     

CdTe纳米粒子的合成及其在灯塔探针中的应用

以巯基乙酸(HSCH2COOH)为稳定剂,在水相溶液中合成半导体CdTe纳米粒子,并以此为基础制作了由无机量子点(QD s)碲化镉(CdTe)修饰的分子灯塔探针(MBs).采用紫外-可见光谱、荧光光谱及琼脂糖凝胶电泳等测试技术对反应所得产品进行了表征.与传统探针相比,该探针具有荧光寿命长等优点.     

无膦溶剂制备带隙可调谐ZnS1—xSex量子点

本文利用将硒（Se）粉直接置于十八烯（ODE）溶剂搅拌形成悬浮液获得Se前驱体（ODE—Se）代替传统的三丁基膦一硒（TBP—Se）,制备无镉（Cd）的硒硫锌（ZnSl-xSex）合金量子点。紫外可见吸收光谱及发光光谱测试表明,当ODE—S：ODE—Se由7：3逐渐减少到0：10时,其吸收边由350nm红移到420nm,激子发光峰位从378nm红移到429nm．表明通过调节前驱体比例成功实现了对ZnSI—xSex量子点能带的调控。另外,为了理解ODE—Se与传统TBP—Se的差异。分别用这两种前驱体制备了纯ZnSe量子点。研究结果表明,相比于三丁基膦一硒（TBP—Se）,利用ODE—Se为Se前驱体制备的ZnSe量子点尺寸更大并分布更宽,证明ODE—Se的活性强于TBP—Se。     

In-situ Synthesis of SnO_2 Quantum Dots/ZnS Nanosheets Heterojunction as a Visible-light-driven Photocatalyst for Degradation of Rhodamine B,Potassium Dichromate and Tetracycline

The SnO_2 quantum dots (SnO_2QDs)/ZnS nanosheets (ZnSNs) heterojunction was fabricated via an in-situ synthetic method at room temperature.Rhodamine B,potassium dichromate,and tetracycline were used to discuss the photocatalytic activities of the as-prepared samples under the visible light illumination.The photocatalytic mechanism of the as-prepared samples was also proposed.The experimental results indicate that the degradation efficiency of the as-prepared SnO_2QDs/ZnSNs heterojunction first increases and then decreases with increasing the usage of ZnSNs.When the mass ratio of SnO_2QDs to ZnSNs is 1:2 in 180 min,the as-prepared samples have the highest degradation efficiency of 89.1% for rhodamine B,97.7% for potassium dichromate,and 83.8% for tetracycline,which are much higher than 51.7%,26.8%,and 0.9% of pure SnO_2QDs as well as 37.9%,87.1%,and 19.1% of pure ZnSNs,respectively.After it is repeatedly degraded for 3 times,it possesses the degradation efficiency of 62.5% for rhodamine B,which increases by 200.5% in comparison with 20.8% of the pure SnO_2QDs.Moreover,the enhanced photocatalytic performances of the as-prepared hybrids are attributed to the formation of heterojunction between the SnO_2QDs and ZnSNs.In addition,hydroxyl radicals and superoxide anion radicals play major roles during the photocatalytic degradation process,while holes play a minor role.     

Optical Characteristics of InAs Quantum Dots on GaAs Matrix by Using Various InGaAs Structures

The effcts of various InGaAs layers on the structural and optical properties of InAs self-assembled quantum dots（ QDs ） grown by molecular-beam epitaxy （MBE） were investigated. The emission wavelength of 1317 nm was obtained by embedding InAs QDs in InGaAs / GaAs quantum well. The temperature-dependent and time-resolved photoluminescence （ TDPL and TRPL ） were used to study the dynomic characteristics of carriers. InGaAs cap layer may improve the quality of quantum dots for the strain relaxation around QDs, which results in a stronger PL inteasity and an increase of PL peak lifetime up to 170 K. We found that InGaAs buffer layer may reduce the PL peak lifetime of InAs QDs, which is due to the buffer layer accelerating the carrier migration. The results also show that InGaAs cap layer can increase the temperature point when the thermal reemission and nonradiative recombination contribute significantly to the carrier dynamics.     

Preparation of diphenylcarbazide-directed CdSe quantum dots and selective determination for Cr(VI)

CdSe quantum dots (QDs) were synthesized using diphenylcarbazide (DL) to sequester QDs precursors (Cd²⁺) in situ. Fluorescence (FL) analysis showed the successive synthesis of QDs could be realized by capping with DL and the binding between DL and Cd²⁺. The average QDs particle size was about 5-20 nm by high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). Fourier transform infrared (FT-IR) spectra showed that CdSe QDs could be chemically bonded with DL. The formation of QDs-DL-Cr(VI) could lower the fluorescence intensity of QDs. In a certain concentration range, the fluorescence intensity and Cr(VI) concentration presented a linear relationship. As a result, this phenomenon could be used to determine the Cr(VI) concentration in the range of 0-24 ×10^?6 mol· L^?1.     

色氨酸等荧光光谱机理的计算机拟合分析

本文通过计算拟合分析方法得到色氨酸、酷氨酸与苯丙氨酸荧光光谱解析表达式中的有关参数，同时采用模拟方法得上述荧光光谱的模拟谱，并与实验谱相比较，阐明这些氨基酸发射荧光的机理，反映了计算机拟合与模拟分析方法的特色与光谱分析中的应用。