熒光、共振瑞利散射光譜法研究CdTe量子點(diǎn)與抗生素和DNA的相互作用及分析應(yīng)用.pdf

1、量子點(diǎn)(Quantum dots，QDs)作為一種新型的功能納米材料具有優(yōu)良的光、電化學(xué)特性，在物理、材料、化學(xué)、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域具有重要的研究和應(yīng)用價(jià)值，并引起了學(xué)者們的廣泛關(guān)注。
　　本實(shí)驗(yàn)體系在水相中合成了谷胱甘肽、草甘膦、巰基乙酸等不同的修飾劑來(lái)修飾的單殼型及核殼型水溶性CdTe QDs、CdTe/CdS QDs，并用透射電子顯微鏡(TEM)、原子力顯微鏡(AFM)、熒光顯微鏡(FM）、熒光壽命儀和傅立葉紅外光譜對(duì)合成的QD

2、s的形貌特征和粒徑進(jìn)行了表征。利用紫外-可見(jiàn)吸收光譜(UV-vis)、熒光光譜和共振瑞利散射(RRS)光譜、傅立葉變換紅外光譜(FTIR)研究了QDs與ct-DNA、司帕沙星和萬(wàn)古霉素等抗生素之間的相互作用，討論了CdTe QDs在特定條件下與ct-DNA的熒光猝滅機(jī)理，并以此設(shè)計(jì)熒光探針實(shí)現(xiàn)了ct-DNA的高靈敏檢測(cè);依據(jù)光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移機(jī)理及熒光可逆調(diào)控探究了CdTe QDs與司帕沙星之間的結(jié)合方式及作用機(jī)理，建立了一種以CdTe Q

3、Ds作熒光探針檢測(cè)司帕沙星的新方法;討論了CdTe QDs和萬(wàn)古霉素之間相互作用過(guò)程中動(dòng)態(tài)猝滅的電子轉(zhuǎn)移過(guò)程，建立一種以CdTe QDs為探針的萬(wàn)古霉素傳感器的測(cè)定方法。
　　本論文開(kāi)展的研究工作主要包括以下內(nèi)容:
　　1新型的功能化水溶性碲化鎘/硫化鎘量子點(diǎn)作熒光探針檢測(cè)檢測(cè)ct-DNA
　　以草甘膦(Glyp)為修飾劑來(lái)功能化核殼型CdTe/CdS量子點(diǎn)(Glyp-QDs)，并以此為熒光探針檢測(cè)ct-DNA。首先在

4、水相中合成巰基乙酸(TGA)修飾的CdTe/CdSQDs，然后用修飾劑Glyp來(lái)置換QDs表面的修飾劑TGA從而得到Glyp-CdTe/CdSQDs。用透射電子顯微鏡(TEM)、熒光顯微鏡(FM)、熒光壽命儀、傅立葉紅外光譜對(duì)合成的Glyp-CdTe/CdS QDs的形貌特征和粒徑進(jìn)行了表征。同時(shí)利用傅立葉紅外光譜(FTIR)、熒光壽命、熒光(FL）光譜和RRS光譜研究了Glyp-CdTe/CdS QDs與ct-DNA的相互作用。傅立葉

5、紅外光譜(FTIR)顯示Glyp-CdTe/CdS QDs中的Glyp與ct-DNA以靜態(tài)束縛作用相結(jié)合從而促使Glyp-CdTe/CdS QDs的靜態(tài)猝滅，熒光壽命和紫外吸收同時(shí)顯示Glyp-CdTe/CdS QDs中的Glyp與ct-DNA結(jié)合作用為靜態(tài)化學(xué)結(jié)合而非動(dòng)態(tài)電子轉(zhuǎn)移。這種靜態(tài)結(jié)合促使QDs熒光顯著猝滅和RRS急劇增強(qiáng)，在一定濃度范圍內(nèi)熒光猝滅強(qiáng)度和RRS增強(qiáng)程度均與ct-DNA的濃度成正比，呈現(xiàn)較好的線性關(guān)系，F(xiàn)L和RR

6、S法線性范圍分別為0.109～70μg mL-1和0.482～90μg mL-1，相應(yīng)的檢出限分別為0.0327μg mL-1和0.146μg mL-1。據(jù)此建立了以Glyp-CdTe/CdS QDs作探針測(cè)定ct-DNA的一種新方法。檢測(cè)結(jié)果令人滿(mǎn)意。
　　2水溶性碲化鎘量子點(diǎn)與司帕沙星的相互作用時(shí)的電子轉(zhuǎn)移機(jī)理及分析應(yīng)用
　　以谷胱甘肽(GSH)為穩(wěn)定劑，在水相中合成了GSH-CdTe QDs。谷胱甘肽自組裝在CdTe

7、QDs的表面形成帶負(fù)電的聚集體。在一定的pH值下，帶負(fù)電的CdTeQDs聚集體與司帕沙星(Sparfloxacin，SPF)通過(guò)相互作用會(huì)發(fā)生電子轉(zhuǎn)移過(guò)程，在光激發(fā)下，從GSH-CdTe QDs的外層電子電子層躍遷出的電子被SPF的空電子層所截獲從而導(dǎo)致電子不能回到GSH-CdTe QDs的內(nèi)層電子層，這個(gè)過(guò)程的中斷直接導(dǎo)致熒光發(fā)射的終止以及猝滅的產(chǎn)生?；贕SH-CdTe QDs為熒光探針檢測(cè)司帕沙星的方法具有較高的靈敏度，其相關(guān)線性

8、范圍為0.28-40.0μg·mL-1，相關(guān)系數(shù)為0.9983，檢出限為83.7 ng·mL-1。同時(shí)討論了CdTe QDs與司帕沙星相互作用動(dòng)態(tài)猝滅的機(jī)理。用于水樣及人血清樣中的測(cè)定，結(jié)果令人滿(mǎn)意。
　　3紫外吸收和熒光光譜研究水溶性碲化鎘量子點(diǎn)與抗生素萬(wàn)古霉素之間的相互作用機(jī)理并設(shè)計(jì)熒光開(kāi)關(guān)檢測(cè)萬(wàn)古霉素
　　一個(gè)簡(jiǎn)單敏感的基于電子轉(zhuǎn)移機(jī)理的猝滅CdTe量子點(diǎn)熒光生物傳感器檢測(cè)萬(wàn)在納克級(jí)檢測(cè)萬(wàn)古霉素的方法首次提出。通過(guò)紫外

9、/可見(jiàn)(UV/vis)吸收和熒光(FL）光譜以及熒光壽命等檢測(cè)了萬(wàn)古霉素和GSH-CdTe量子點(diǎn)之間的電子轉(zhuǎn)移過(guò)程。電子轉(zhuǎn)移的程度相關(guān)的熒光猝滅程度與萬(wàn)古霉素濃度的增加在1.534 ng mL-1-20μgmL-1的濃度范圍內(nèi)成線性比例關(guān)系，檢出限為0.4605ng·mL-1。這種生物傳感器可以應(yīng)用于環(huán)境水樣、人血清試樣中檢測(cè)相關(guān)萬(wàn)古霉素的含量，擁有超過(guò)95.8％的回收率。此外，我們還研究了其反應(yīng)機(jī)制，作用機(jī)理為動(dòng)態(tài)猝滅的電子轉(zhuǎn)移(ET