具有室溫磷光摻雜型ZnS量子點(diǎn)的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、量子點(diǎn)（Quantum Dots，QDs）是尺寸在1～100 nm之間的納米顆粒，量子點(diǎn)以其優(yōu)越的光學(xué)特性和表面可修飾性在生化分析及醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域引起廣泛地關(guān)注。目前應(yīng)用量子點(diǎn)熒光技術(shù)已經(jīng)取得突破性進(jìn)展，量子點(diǎn)熒光性能已成功運(yùn)用于化學(xué)分析、生物醫(yī)藥及電子顯像技術(shù)。量子點(diǎn)擁有優(yōu)良的室溫磷光（Room-temperature phosphorescence，RTP）性能。量子點(diǎn)RTP壽命長(zhǎng)，發(fā)射峰和吸收峰區(qū)分度大。在RTP的實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，可

2、以減小自發(fā)熒光和散射光的干擾，檢測(cè)靈敏度高；量子點(diǎn)磷光不需要低溫、除氧和誘導(dǎo)發(fā)光處理，操作簡(jiǎn)便。因此，如何有效利用量子點(diǎn)的室溫磷光性質(zhì)，建立高效靈敏的分析/傳感方法，具有一定的理論和現(xiàn)實(shí)意義。然而，量子點(diǎn)這種優(yōu)良RTP性能卻尚未得到有效地開發(fā)。本文應(yīng)用巰基小分子和生物酶作穩(wěn)定劑和修飾劑，合成了對(duì)銪離子（Eu3+）和錳離子（Mn2+）摻雜ZnS量子點(diǎn)。采用直接猝滅法和光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移（Photo-induced Electron Trans

3、fer，PIET）分子開關(guān)，構(gòu)建了幾種基于量子點(diǎn)RTP性質(zhì)的檢測(cè)體系，實(shí)現(xiàn)了對(duì)藥物鹽酸普萘洛爾和華法林鈉、DNA及尿素靈敏檢測(cè)。應(yīng)用現(xiàn)有的理論知識(shí)和檢測(cè)技術(shù)，對(duì)目標(biāo)分析物與量子點(diǎn)發(fā)光性能產(chǎn)生影響的機(jī)理進(jìn)行了初步的探討?；诹孔狱c(diǎn)優(yōu)良的RTP性能和本論文實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，我們認(rèn)為摻雜量子點(diǎn)RTP性質(zhì)在分析檢測(cè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在水相中合成了L-半胱氨酸（L-cysteine，L-cys）包覆的Eu3+摻雜Z

4、nS量子點(diǎn)。應(yīng)用鹽酸普萘洛爾（Propranolol hydrochloride，PRO）對(duì)其的RTP猝滅作用，建立了RTP猝滅法檢測(cè)體液中PRO的方法。PRO可以靈敏地猝滅量子點(diǎn)的RTP強(qiáng)度。該方法能夠有效地避免背景熒光和散射光的干擾。該方法可以避免其它金屬離子和生物分子的干擾。實(shí)驗(yàn)測(cè)定PRO的線性范圍（Linear range）為5～600 ng·mL-1，檢出限（limit of detection，LOD）為0.1 ng·mL-

5、1，不含PRO和含10ng·mL-1PRO體系的RTP強(qiáng)度差值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（Relative standard deviation，RSD）為1.1％。與其他的分析技術(shù)相比，此RTP猝滅法方法從檢測(cè)限、線性范圍和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差等方面都展現(xiàn)出更優(yōu)良的分析性能，表明該方法可以應(yīng)用于實(shí)際樣品中PRO的測(cè)定。應(yīng)用量子點(diǎn)的RTP性質(zhì)在生化分析領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。⑵基于華法林鈉（Warfarin sodium）與對(duì)Mn摻雜ZnS量子點(diǎn)的猝滅作用

6、。發(fā)展了一種室溫磷光猝滅法并應(yīng)用于生物體液中華法林鈉的選擇性檢測(cè)。在最佳檢測(cè)條件下，該方法對(duì)華法林鈉檢測(cè)的線性范圍為2.9-15.1μM，LOD為0.16μM，RSD為2.4%。該RTP探針對(duì)華法林鈉有很好的選擇性，并成功應(yīng)用于生物體液中華法林鈉的檢測(cè)，加標(biāo)回收率在95～102%之間。⑶基于溴化乙錠（Ethidium bromide，EB）與DNA具有高度親合的能力。同時(shí)EB可以猝滅巰基丙酸（Mercaptopropionic acid

7、，MPA）包覆量子點(diǎn)的磷光?；谏鲜霈F(xiàn)象，我們發(fā)展了一種RTP增強(qiáng)型探針并應(yīng)用于生物體液中DNA的高選擇性檢測(cè)。EB能夠通過靜電吸附于MPA包覆量子點(diǎn)的表面，自組裝形成納米復(fù)合物，通過光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移（Photo-induced electron transfer，PIET）導(dǎo)致量子點(diǎn)RTP猝滅。加入DNA后，EB與DNA的高親和性將EB從量子點(diǎn)表面解離，阻斷了EB與量子點(diǎn)之間發(fā)生的PIET，從而實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)RTP的恢復(fù)。據(jù)此，我們建立起一

8、種基于EB介導(dǎo)的量子點(diǎn)RTP增強(qiáng)法檢測(cè)生物體液中DNA的傳感體系。在最佳檢測(cè)條件下，該方法對(duì)DNA檢測(cè)的線性范圍為1.6～2800ng·mL-1，LOD為0.9ng·mL-1。該RTP探針對(duì)DNA有很好的選擇性，并成功應(yīng)用于生物體液中DNA的檢測(cè)，加標(biāo)回收率在96～105%之間。⑷合成了MPA包覆的ZnS量子點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)MPA包覆量子點(diǎn)的RTP強(qiáng)度隨pH的升高而增強(qiáng)。脲酶（Urease）在分解尿素（Urea）的過程中產(chǎn)生了OH-，OH-