基于量子點(diǎn)的納米熒光探針的制備及其在細(xì)胞和生物活體成像中的應(yīng)用.pdf

1、生物成像技術(shù)是一種非常重要的疾病診斷與治療手段，與人類的健康密切相關(guān)，因此成為了當(dāng)今最為熱門的研究課題。生物成像技術(shù)的發(fā)展也帶動(dòng)了相關(guān)成像探針的發(fā)展，構(gòu)建高性能的成像探針不僅能為生物成像研究提供物質(zhì)基礎(chǔ)，促進(jìn)生物與醫(yī)學(xué)的發(fā)展進(jìn)步，也能促進(jìn)化學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，具有重大的研究?jī)r(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
　　量子點(diǎn)(quantum dots，QDs)是一種三維尺寸均在納米級(jí)的半導(dǎo)體納米晶。作為新興的納米熒光探針，量子點(diǎn)具有激發(fā)光譜寬、發(fā)射

2、光譜窄、熒光量子產(chǎn)率高、化學(xué)穩(wěn)定性與光穩(wěn)定性高、水溶性與生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)，是一種非常理想的生物成像探針。本論文圍繞制備水溶性高性能量子點(diǎn)生物成像探針這一主題，基于量子點(diǎn)制備了若干新型近紅外熒光成像探針及熒光/磁共振雙模態(tài)生物成像探針，并在活細(xì)胞及動(dòng)物活體中開(kāi)展了相關(guān)生物成像研究。本論文的內(nèi)容包括六個(gè)部分:
　　1.綜述了生物成像技術(shù)的發(fā)展，納米生物成像探針的發(fā)展及應(yīng)用，量子點(diǎn)的基本知識(shí)，磁性量子點(diǎn)的發(fā)展概況，基于磁性量子點(diǎn)的多模

3、態(tài)生物成像探針的發(fā)展與應(yīng)用等背景知識(shí);此外，還簡(jiǎn)要介紹了本論文的立題思想及創(chuàng)新點(diǎn)。
　　2.在第二章中，直接在水溶液中制備出具有近紅外發(fā)射的Cu2+離子摻雜CdS量子點(diǎn)，并將其成功地應(yīng)用于活細(xì)胞生物成像研究中。通過(guò)控制Cu2+離子的摻入量、反應(yīng)溫度、穩(wěn)定劑的用量以及反應(yīng)體系pH值等反應(yīng)條件，可以得到從藍(lán)綠光到近紅外光發(fā)射的一系列量子點(diǎn)熒光探針。該制備方法簡(jiǎn)單、快速，所得到的近紅外發(fā)射量子點(diǎn)熒光產(chǎn)率高、水溶性與生物相容性好。

4、　　3.在第三章中，在室溫條件下，直接于水溶液中將Mn2+離子摻入窄帶隙的Ag2S量子點(diǎn)中，得到近紅外發(fā)射的水溶性Mn2+摻雜Ag2S量子點(diǎn)(Mn∶Ag2SQDs)，并將其成功地應(yīng)用于動(dòng)物活體熒光成像研究。本工作的特色之處在于:(1) Mn2+離子的摻入增強(qiáng)了Ag2S量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度;(2)控制好Mn2+離子的摻入量可以使摻雜后量子點(diǎn)依然保持Ag2S量子點(diǎn)的近紅外發(fā)射特性;(3)為Mn2+離子摻入窄帶隙量子點(diǎn)積累了經(jīng)驗(yàn)。
　　4.

5、在第四章中，采用簡(jiǎn)單的水熱合成方法通過(guò)陽(yáng)離子交換作用將Mn2+離子摻雜在CdTe量子點(diǎn)表面，從而得到兼具熒光性質(zhì)與磁性質(zhì)的高量子產(chǎn)率Mn2+離子表面摻雜的CdTe量子點(diǎn)。對(duì)其反應(yīng)條件的選擇做了深入的研究，并對(duì)其熒光性質(zhì)和磁性質(zhì)進(jìn)行了表征，隨后將制得的摻雜量子點(diǎn)轉(zhuǎn)入MCF-7細(xì)胞中進(jìn)行了細(xì)胞熒光成像研究，證明其適合作為熒光成像探針進(jìn)行應(yīng)用，同時(shí)對(duì)其作為磁共振成像探針的可能性進(jìn)行了探討。
　　5.在第五章中，通過(guò)一種簡(jiǎn)單的室溫合成方法

6、制備了另外一種順磁性離子Gd3+摻雜的CdTe量子點(diǎn)。該制備方法無(wú)需加熱，操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)物熒光性質(zhì)只與各反應(yīng)物的比例有關(guān)，反應(yīng)條件易于控制，所得到的摻雜量子點(diǎn)熒光量子產(chǎn)率高，水溶性與生物相容性好，具有較小的粒子尺寸，利于轉(zhuǎn)入生物體內(nèi)。該摻雜量子點(diǎn)還具有很強(qiáng)的順磁性和T1加權(quán)磁共振成像信號(hào)響應(yīng)，利用該量子點(diǎn)連接葉酸后具有的腫瘤靶向成像能力，成功地進(jìn)行了體外活細(xì)胞與動(dòng)物活體內(nèi)的腫瘤靶向熒光/磁共振雙模態(tài)生物成像研究。
　　6.在第六章中

7、，沿用了上一個(gè)工作中量子點(diǎn)的制備方法，以該方法制備的CdTe QDs作為本工作中制備核-殼結(jié)構(gòu)納米雙模成像探針的前驅(qū)體，并利用相同的室溫水相合成方法在其表面包覆一層單硫化釓(GdS)殼層，簡(jiǎn)便地制得了CdTe@GdS納米粒子。相對(duì)于少量Gd3+離子摻雜的CdTe QDs，由于GdS殼層中Gd3+離子的含量猛增，使得CdTe@GdS納米粒子不僅繼承了CdTe QDs良好的熒光性質(zhì)，而且具有比Gd∶CdTe QDs更為優(yōu)異的順磁性質(zhì)，從而使