水溶性量子點(diǎn)的γ射線輻照制備及其生物效應(yīng)研究.pdf

1、作為納米材料家族的重要一員，量子點(diǎn)具有十分優(yōu)異的電學(xué)和光學(xué)特性，在光電器件和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。量子點(diǎn)要在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用，除具備優(yōu)異的光學(xué)性能外，還應(yīng)該具有良好的水溶性、生物相容性和較低的毒性。本文主要圍繞量子點(diǎn)在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中涉及的關(guān)鍵問題，重點(diǎn)開展了水溶性量子點(diǎn)的制備和量子點(diǎn)生物效應(yīng)兩方面的研究工作：首先，采用γ射線輻照法在水溶液中成功制各了天然高分子（絲素蛋白、殼聚糖）修飾的水溶性量子點(diǎn)，探索發(fā)展了一種

2、基于天然高分子穩(wěn)定劑的準(zhǔn)零維納米材料γ射線輻照制備方法；然后，研究探討了量子點(diǎn)在細(xì)胞中的代謝、分布及毒性效應(yīng)，著重考察了紫外線照射條件下其毒性效應(yīng)情況，為量子點(diǎn)在生物醫(yī)學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。主要取得了如下研究成果：
　　 1)采用γ射線輻照法成功制備了納米Ag和CdS量子點(diǎn)修飾的蠶絲纖維，對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能進(jìn)行了測(cè)試表征，表明產(chǎn)物具有優(yōu)異的抗菌或發(fā)光性能：討論了反應(yīng)條件對(duì)產(chǎn)物性能的影響，摸索出最佳制備條件；對(duì)反應(yīng)過程和機(jī)

3、理進(jìn)行了分析探討，為后續(xù)制各絲素蛋白和殼聚糖修飾量子點(diǎn)提供了思路。
　　 2)在水溶液中，利用γ射線輻照法成功制備了絲素蛋白修飾的CdSe和znSe:Mn2+量子點(diǎn)，對(duì)產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)、光學(xué)性能、磁學(xué)性質(zhì)、細(xì)胞代謝及毒性情況等進(jìn)行了測(cè)試分析，考察了實(shí)驗(yàn)條件對(duì)產(chǎn)物性能的影響，并對(duì)合成過程和反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了分析探討；SF-CdSe量子點(diǎn)具有良好的水溶性、穩(wěn)定性和熒光發(fā)射性能，可成功實(shí)現(xiàn)對(duì)PANC-1細(xì)胞的熒光標(biāo)記，在細(xì)胞內(nèi)部具有良好的光

4、學(xué)穩(wěn)定性和較小的細(xì)胞毒性；ZnSe:Mn2+量子點(diǎn)粒徑分布比較均勻，具有良好的水溶性、光學(xué)和磁學(xué)性能。
　　 3)利用γ，射線對(duì)大分子殼聚糖進(jìn)行輻照降解，成功制備了小分子水溶性殼聚糖，分析討論了輻照劑量以及各種預(yù)處理方式對(duì)產(chǎn)物分子量、結(jié)構(gòu)和輻照產(chǎn)額的影響，摸索出最佳實(shí)驗(yàn)條件，并對(duì)產(chǎn)物的水溶性進(jìn)行了詳細(xì)研究。
　　 4)γ射線輻照法制備了小分子殼聚糖修飾的CdSe、ZnS和ZnS:Mn2+量子點(diǎn)，對(duì)其微觀形貌、結(jié)構(gòu)和光學(xué)性

5、能進(jìn)行了測(cè)試表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，產(chǎn)物均具有良好的水溶性和熒光發(fā)射性能且可實(shí)現(xiàn)對(duì)PANC-1細(xì)胞的熒光標(biāo)記；研究了合成條件對(duì)產(chǎn)物性能的影響，摸索了最佳合成條件；對(duì)其合成過程和反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了分析探討。
　　 5)探索發(fā)展了一種基于天然高分子穩(wěn)定劑的準(zhǔn)零維納米材料γ，射線輻照制各方法；絲素，蛋白和殼聚糖均為純天然高分子材料，其修飾的量子點(diǎn)具有良好的生物相容性和廣闊的應(yīng)用空間；該輻照合成方法簡(jiǎn)單易行，可推廣應(yīng)用于制備絲素蛋白或殼聚糖修飾

6、的其他納米材料。
　　 6)制備了五種不同粒徑的MPA-CdTe量子點(diǎn)(QD538、QD56l、QD580、QD605和QD629)和Cys-CdTe量子點(diǎn)(QD543)，對(duì)其基本光學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試分析，表明其具有良好的水溶性和熒光性能；利用上述CdTe量子點(diǎn)，研究了量子點(diǎn)粒徑、濃度、表面修飾狀態(tài)、細(xì)胞在含量子點(diǎn)培養(yǎng)液中的培養(yǎng)時(shí)間、細(xì)胞在含量子點(diǎn)培養(yǎng)液中培養(yǎng)一定時(shí)間后的繼續(xù)孵育時(shí)間等因素對(duì)量子點(diǎn)在細(xì)胞中分布、代謝和細(xì)胞毒性情況的

7、影響，并對(duì)其作用機(jī)理進(jìn)行了初步分析討論。
　　 7)對(duì)綠色和紅色MPA-CdTe量子點(diǎn)在UV照射條件下的光學(xué)穩(wěn)定性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明它們具有良好的水溶性和熒光發(fā)射性能；UV照射下，其在水溶液和PBS溶液中均表現(xiàn)出良好的光學(xué)穩(wěn)定性；研究了UV照射下，紅色和綠色MPA-CdTe量子點(diǎn)對(duì)PANC-1細(xì)胞的損傷和毒性情況，討論分析了UV照射時(shí)間、量子點(diǎn)濃度、細(xì)胞與量子點(diǎn)共同培養(yǎng)時(shí)間等多個(gè)因素對(duì)UV照射致量子點(diǎn)細(xì)胞毒性增強(qiáng)效果的影響