疾病診斷用功能化量子點熒光探針的研究.pdf

1、量子點(quantum dots，縮寫為QDs)，又叫做半導體納米晶，由于其獨特的光學和電學性質在生物醫(yī)學領域具有廣泛的應用前景。本文通過對所制備的親油性量子點的表面改性，將其親水性化，并在此基礎上通過耦聯(lián)生物大分子，制備特異性量子點熒光探針，用于疾病的診斷。具體研究內容如下：
　　 1.通過高溫油相法制備出尺寸均一、單分散性好且有較高結晶度的CdSe量子點。各種不同的CdSe量子點的熒光發(fā)射波長范圍為535nm-580nm，粒

2、徑范圍為2.8nm-4.37nm，熒光發(fā)射半峰寬范圍為23-29nm，量子產率最高可達73％。分別研究了反應時間，配體種類及用量等對量子點光學性能的影響。紫外-可見分光光度計(UV-Vis)，熒光分光光度計(PL)表征結果表明：隨著反應時間的延長，CdSe量子點的吸收和發(fā)射光譜發(fā)生紅移，粒徑逐漸增大。繼而又采用連續(xù)離子層吸附反應(SILAR)對親油性CdSe量子點進行表面包覆改性，制備出多種不同的核殼結構量子點，并通過UV-Vis，PL

3、，場發(fā)射透射電子顯微鏡(HRTEM)，X射線粉末衍射儀(XRD)研究包覆前后量子點的光學性能，型貌，粒徑及內部結構。結果表明，包覆后各種不同的核殼結構量子點的吸收和發(fā)射光譜出現(xiàn)明顯紅移，最大的熒光發(fā)射波長為640nm，熒光發(fā)射半峰寬范圍為30nm-40nm，量子產率從改性前的0.1左右可提高到0.688。在此基礎上，制備了含CdS和ZnS合金殼層的量子點，既最大限度的提高量子產率(0.5-0.7左右)，又有效的控制熒光發(fā)射峰半峰寬(30

4、nm-36nm)。
　　 2.通過表面配體交換，雙親性高分子自組裝，超聲乳化改性以及二氧化硅包裹對親油性量子點進行親水性改性。結果表明：配體交換改性簡單易行，但產品的膠體穩(wěn)定性差，熒光效率較低；雙親性高分子自組裝改性工藝簡單，但純化較難且繁瑣；超聲乳化方法改性簡單易行，且產品純化簡單，離心即可，但所制備的顆粒較大且不均勻；二氧化硅包裹改性工藝成熟，制備的產品呈單分散，粒徑較小，但制備周期較長。實驗中還對不同結構和組成的量子點經過

5、二氧化硅改性后的熒光性能做了系列研究，結果表明，具有多層殼的親油性量子點二氧化硅改性后更具穩(wěn)定性和較高的熒光效率。不同的改性方法各有優(yōu)缺點，對于不同的生物醫(yī)學應用可以采取相應的親水性改性方法。
　　 3.利用自制的量子點制備了兩種擬用于生物檢測的量子點熒光微球：(1)采用溶脹法成功制備出多種量子點聚苯乙烯(PS)熒光編碼微球；熒光顯微鏡及熒光分光光度計檢測結果說明：核殼結構量子點對PS微球染色效果要優(yōu)于CdSe核量子點；通過調節(jié)

6、溶脹時間可以獲得不同強度編碼的熒光微球。
　　 4.采用超聲乳化和二氧化硅包裹的方法制備熒光磁性多功能納米顆粒。TEM表征結果表明，超聲乳化方法制備的熒光磁性納米顆粒粒徑在200nm左右，粒徑分布較寬；二氧化硅包裹的熒光磁性納米顆粒粒徑較小，40nm左右，且呈單分散。二者均借助光電子能譜(EDX)證明量子點和磁性納米顆粒均被成功包載。實驗中還研究了熒光效率和磁響應性之間的平衡，以保證在較高熒光效率的同時具有較好的磁響應性。

7、>　　 5.將親水性量子點與生物大分子(如抗體)耦聯(lián)，制備特異性熒光納米探針，用于液相生物芯片檢測。在羧基化聚苯乙烯微球表面通過耦聯(lián)抗原分子致敏，再與所制備的特異性熒光量子點納米探針發(fā)生抗原抗體反應，以檢測特定抗原。
　　 6.制備多色親水性量子點用于高通量生物檢測。將兩種顏色的親水性量子點耦聯(lián)相應的抗體，加入到預先包被相應抗原的聚苯乙烯96孔板，發(fā)生免疫反應。結果表明，混合抗原樣品的孔內能觀察到兩種顏色的熒光信號，說明多色量

8、子點熒光探針能夠用于高通量生物檢測領域。
　　 7.量子點熒光納米探針用于禽流感病毒的檢測。將親水性量子點與禽流感多克隆抗體耦聯(lián)，制備出對禽流感病毒具有特異性識別的熒光探針。結果表明，量子點熒光探針能有效檢測禽流感病毒，檢測快速且靈敏，適合在出入境口岸的快速檢測。
　　 綜上所述，本文將納米技術與疾病診斷技術相結合，采用具有特異性識別能力的量子點作為生物檢測的熒光納米探針用于疾病診斷的前期研究，充分利用量子點本身優(yōu)越的熒