量子點(diǎn)熒光納米材料的制備、表征及其生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)應(yīng)用.pdf

1、生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域，熒光標(biāo)記分子是研究抗原-抗體、DNA鏈段、酶與底物等生物分子間相互作用的重要研究工具。熒光量子點(diǎn)(Quantum Dots)作為一種新型熒光納米材料，具有量子效率高、摩爾消光系數(shù)大、光穩(wěn)定性好、可控的熒光發(fā)射波長(zhǎng)和寬的熒光激發(fā)波長(zhǎng)范圍等優(yōu)異的光學(xué)性能，因而在生物分析、檢測(cè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本論文主要包含以下研究工作:
　　 (1)液體石蠟中合成高質(zhì)量的CdSe量子點(diǎn)，并進(jìn)一步在CdSe量子點(diǎn)表面包覆ZnSe/

2、ZnS殼層，制備得到高質(zhì)量的油溶性核殼量子點(diǎn)。首先在液體石蠟中以十八胺(octadecylamine，ODA)和三辛基氧膦(trioctylphosphine oxide，TOPO)為表面活性劑，高溫注射法合成CdSe量子點(diǎn)核。同時(shí)研究了配體、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等試驗(yàn)條件對(duì)合成的CdSe量子點(diǎn)的生長(zhǎng)速度和熒光性質(zhì)的影響，并將合成的CdSe量子點(diǎn)與以油酸為穩(wěn)定劑制備的CdSe量子點(diǎn)光譜性質(zhì)做比較。制備得到的CdSe量子點(diǎn)熒光量子效率最高達(dá)

3、到60％以上，熒光發(fā)射峰＜30 nm，發(fā)光波長(zhǎng)覆蓋490-650 nm。
　　 在制備得到的CdSe量子點(diǎn)核表面包覆ZnSe/ZnS殼層，研究了不同包覆殼層厚度、殼層前體和反應(yīng)溫度等試驗(yàn)條件，對(duì)制備得到的核殼量子點(diǎn)熒光性能的影響。通過(guò)投射電鏡、紫外-可見(jiàn)吸收和熒光分光光度計(jì)監(jiān)測(cè)包殼過(guò)程，結(jié)果表明采用該方法可以制備得到核殼結(jié)果量子點(diǎn)，并提供CdSe量子點(diǎn)的熒光量子效率和熒光穩(wěn)定性。
　　 (2)將合成得到的油溶性核殼量子點(diǎn)

4、通過(guò)谷胱甘肽分子轉(zhuǎn)移至水相，然后使用雙官能聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)交聯(lián)劑，將量子點(diǎn)表面配體交聯(lián)，得到PEG化高分子包裹的量子點(diǎn)。動(dòng)態(tài)光散射(dynamic light scattering，DSL)、凝膠電泳、傅里葉變換紅外光譜(Fourier Transform Infrared，F(xiàn)TIR)、核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）和熱重分析(thermogravime

5、tricanalysis，TGA)等表征手段研究制備得到的水溶性量子點(diǎn)，證明PEG分子共價(jià)偶聯(lián)在量子點(diǎn)表面，并研究了偶聯(lián)劑、PEG濃度等工藝條件，優(yōu)化量子點(diǎn)交聯(lián)和PEG化的工藝參數(shù)。得到的PEG化高分子包裹的量子點(diǎn)，其pH穩(wěn)定性和化學(xué)交聯(lián)劑緩沖液中穩(wěn)定性有明顯提高，PEG化的量子點(diǎn)細(xì)胞毒性也有降低，可以明顯抑制量子點(diǎn)對(duì)細(xì)胞的非特異性吸附。
　　 (3)將抗體分子共價(jià)偶聯(lián)在量子點(diǎn)表面，得到免疫熒光量子點(diǎn)，并對(duì)免疫量子點(diǎn)的熒光性能、

6、免疫活性進(jìn)行表征。使用EDC/Sulfo-NHS偶聯(lián)劑，將抗體與表面帶羧基的PEG化量子點(diǎn)共價(jià)偶聯(lián)，超速離心分離，純化得到量子點(diǎn)-抗體(QD-Ab)復(fù)合物，對(duì)離心純化過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，考察了不同封閉劑對(duì)制備得到的量子點(diǎn)-抗體復(fù)合物的免疫活性的影響，其中使用NH2-PEG為封閉劑制備得到的QD-Ab免疫活性較優(yōu)，斑點(diǎn)膜免疫反應(yīng)可以檢測(cè)到1.57 ng的乙肝表面抗原(HBsAg)蛋白。使用自制的QD-Ab復(fù)合物，初步制備得到HBsAg免疫層析試

7、紙。
　　 (4)采用自制的簡(jiǎn)易毛細(xì)管流體裝置(CFD)制備量子點(diǎn)編碼微珠。由聚四氟乙烯(PTFE)微管、針頭和玻璃毛細(xì)管組成簡(jiǎn)易CFD，制備生成單分散的高分子溶液液滴，通過(guò)溶劑揮發(fā)法得到高分子微珠。調(diào)節(jié)CFD中流動(dòng)相的流速可以控制液滴的直徑，得到粒徑從245到46.2微米的量子點(diǎn)微珠，進(jìn)一步通過(guò)調(diào)節(jié)聚合物溶液中量子點(diǎn)的濃度研究微珠的編碼能力，可以得到5種不同熒光強(qiáng)度的單色量子點(diǎn)編碼微珠和25種雙色量子點(diǎn)編碼微珠，制備的微珠粒徑