殼核型量子點(diǎn)的合成及其生物應(yīng)用.pdf

1、殼核型量子點(diǎn)(QD)作為一種新奇的熒光標(biāo)記物，是納米生物光子學(xué)重要的新型工具。與傳統(tǒng)有機(jī)熒光染料相比，量子點(diǎn)具有寬的激發(fā)譜、發(fā)射峰窄而對(duì)稱、較大的Stokes 位移、抗光漂白性強(qiáng)、且亮度是有機(jī)染料的數(shù)十倍甚至更多，在生物成像和分析中的應(yīng)用正逐年增多，包括在細(xì)胞標(biāo)記、生物分子檢測、免疫反應(yīng)分析等方面，都取得了許多重要成果。時(shí)至今日，殼核型結(jié)構(gòu)的納米熒光顆粒量子點(diǎn)合成日趨成熟，為節(jié)約成本，獨(dú)立研發(fā)量子點(diǎn)合成方法也是一項(xiàng)很重要的工作，使得量子

2、點(diǎn)作為一種全新的熒光標(biāo)記物，在生物醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本論文主要工作是研發(fā)出具有實(shí)用價(jià)值的量子點(diǎn)，同時(shí)也研究了其光學(xué)性質(zhì)、表面化學(xué)、生物活性以及生物應(yīng)用等。論文完成的工作如下： 1. 合成了具有不同尺寸的ZnS 包被的CdSe 量子點(diǎn)，通過改變加入Se/TOP 溶液的量以及反應(yīng)時(shí)間來實(shí)現(xiàn)對(duì)量子點(diǎn)熒光發(fā)射峰位置的控制，該發(fā)射峰位置可在510-630nm 波段之間任意調(diào)節(jié)。并注入S/TOP 溶液，而引入ZnS 包被層到Cd

3、Se 納米晶粒表面，ZnS 層的形成大大提高了量子點(diǎn)的量子產(chǎn)率，這對(duì)生物檢測和成像提供強(qiáng)有力的工具。 2. 發(fā)現(xiàn)用于生物探針的水溶性殼核型量子點(diǎn)熒光具有較強(qiáng)的溫度依賴性，隨著溫度從280K 升高到348K 時(shí)，熒光強(qiáng)度急劇降低，而熒光發(fā)射峰位置也隨之紅移(~0.11nm/K)。實(shí)驗(yàn)表明，包殼未完全的QD 對(duì)溫度更加敏感，其量子產(chǎn)率在295K 時(shí)降為280K 的一半，而包殼完全的QD 則需到315.6K，說明殼的完整性是QD 對(duì)溫

4、度具有敏感性的一個(gè)重要原因。同時(shí)，還發(fā)現(xiàn)不同尺寸的QD 對(duì)溫度的敏感度是基本相同的。這些研究為QD 在生命科學(xué)中的應(yīng)用提供了依據(jù)。 3. 研究了水溶性量子點(diǎn)物化性質(zhì)，并利用EDC 和Sulfo-NHS 將鼠源抗CD71 單克隆抗體（McAb anti-CD71）和轉(zhuǎn)鐵蛋白（transferrin）分別連接到紅色CdSe/ZnS 量子點(diǎn)上,并利用熒光法、層析法、SDS-PAGE 電泳和圓二色譜等對(duì)偶聯(lián)物進(jìn)行表征，結(jié)果證實(shí)這些生物分

5、子成功偶聯(lián)到QDs 上，且結(jié)構(gòu)未受破壞。在此基礎(chǔ)上，利用這兩種量子點(diǎn)熒光探針對(duì)腫瘤細(xì)胞進(jìn)行了識(shí)別，為避免假陽性，又利用FITC 標(biāo)記的二抗對(duì)這種識(shí)別進(jìn)行檢測，結(jié)果證實(shí)，我們得到的量子點(diǎn)熒光探針具有很高的特異性。 這一工作為QD 在生命科學(xué)中的推廣使用具有重要的指導(dǎo)意義。 4. 在獲得具有生物活性的量子點(diǎn)探針后，又利用614nm 的紅色QDs 偶聯(lián)的單克隆鼠抗人CD71 抗體作為一抗對(duì)HeLa 細(xì)胞進(jìn)行了標(biāo)記識(shí)別，接下來又

6、利用544nm 的綠色QDs 標(biāo)記的羊抗鼠IgG 作為二抗與細(xì)胞表面固定的一抗結(jié)合。監(jiān)測熒光光譜可發(fā)現(xiàn)，544nm 處的熒光逐漸減弱而614nm 處的峰逐漸增強(qiáng)，4min 不再變化后，其中544nm 處的熒光峰降低了55％而614nm 處的峰增強(qiáng)了32％。這表明上述細(xì)胞膜上一抗標(biāo)記的紅色QDs 與二抗標(biāo)記的綠色QDs 之間發(fā)生了熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)效應(yīng)。對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，利用544nm 的綠色QDs 標(biāo)記的羊抗人IgG 未觀察到類似現(xiàn)