水溶性半導(dǎo)體量子點(diǎn)的合成及其生物應(yīng)用.pdf

1、II-VI族半導(dǎo)體量子點(diǎn)(Quantum Dots，簡(jiǎn)稱(chēng)QDs)材料在小于其波爾半徑后，表現(xiàn)出獨(dú)特的光學(xué)和電學(xué)性能，使其在工業(yè)研究和基礎(chǔ)研究中受到了廣泛的關(guān)注，特別是在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的研究中的潛在價(jià)值更是引起了廣大科學(xué)工作者的極大關(guān)注。相關(guān)方面的研究也越來(lái)越成為時(shí)下生物醫(yī)學(xué)的熱點(diǎn)。 本文在討論了多種方法下制備的半導(dǎo)體量子點(diǎn)基礎(chǔ)上，采用高溫有機(jī)分解金相法，在非配位溶劑里，制備了高分散性，高量子效率的CdSe量子點(diǎn)，并用CdS、ZnS

2、、Cd0.5Zn0.5S等高禁帶寬度材料對(duì)CdSe量子點(diǎn)表面進(jìn)行包裹鈍化，形成核殼層結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn)，大大增加了CdSe核的化學(xué)穩(wěn)定性和量子效率，為后面的水溶性工作打下了基礎(chǔ)。量子點(diǎn)在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用需要將油溶性量子點(diǎn)轉(zhuǎn)到水相中，本文采用巰基丙酸對(duì)核殼量子點(diǎn)表面進(jìn)行修飾，在保持其熒光峰位不變和相對(duì)高的量子熒光效率的基礎(chǔ)上，成功將量子點(diǎn)從油相轉(zhuǎn)移到了水相，隨后，利用共價(jià)偶聯(lián)作用，將所制備的水相量子點(diǎn)與牛血清蛋白(BSA)和乙肝病毒酶標(biāo)抗原進(jìn)行

3、了共價(jià)嫁接。由于巰基丙酸水溶法水溶的量子點(diǎn)在高濃度的緩沖溶液中穩(wěn)定性不高，會(huì)發(fā)生團(tuán)聚，我們利用硅烷化學(xué)法，在量子點(diǎn)表面生成二氧化硅層，得到薄氧化硅層包裹的核殼型半導(dǎo)體量子點(diǎn)，增加了其在緩沖溶液中的穩(wěn)定性。本文主要研究?jī)?nèi)容及初步結(jié)果如下： 1在非配位性溶劑十八烯中，通過(guò)油酸鎘的熱分解，制備了單分散的油溶性CdSe量子點(diǎn)，研究了十八胺(ODA)在制備反應(yīng)動(dòng)力學(xué)作用，結(jié)果表明，顆粒的生長(zhǎng)速度隨著反應(yīng)時(shí)間的增加而逐漸減慢，通過(guò)調(diào)節(jié)十八胺

4、量可以調(diào)節(jié)單體的配位體濃度，從而可以調(diào)節(jié)反應(yīng)體系中的成核數(shù)目以及顆粒的尺寸分布。 2用連續(xù)離子層吸附和反應(yīng)(SILAR)的方法將CdS、ZnS、Cd0.5Zn0.5S等寬禁帶寬度材料對(duì)CdSe核量子點(diǎn)進(jìn)行了無(wú)機(jī)包裹，大大減少了核表面的懸空鍵等因素帶來(lái)的表面缺陷，提高了量子點(diǎn)的熒光效率。結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)對(duì)量子點(diǎn)進(jìn)行無(wú)機(jī)包裹，提高了量子點(diǎn)的化學(xué)穩(wěn)定性，是后續(xù)制備水溶性量子點(diǎn)的基礎(chǔ)。 3 利用巰基丙酸(MPA)的巰基與金屬離子的

5、親和性，成功將油溶性核殼型量子點(diǎn)轉(zhuǎn)到水相或緩沖溶液中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Cd0.5Zn0.5S包裹轉(zhuǎn)到水相后，量子效率好，量子點(diǎn)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；CdS包裹時(shí)，熒光猝滅，ZnS包裹時(shí)，量子效率可以保持，熒光亮度可以滿(mǎn)足生物應(yīng)用。用反微乳液法對(duì)CdSe量子點(diǎn)進(jìn)行了硅烷化，提高了水溶后量子點(diǎn)的化學(xué)穩(wěn)定性。 4 通過(guò)多肽縮合劑EDC的作用，MPA水溶后的量子點(diǎn)與牛血清蛋白(BSA)之間形成酰胺鍵，實(shí)現(xiàn)了共價(jià)嫁接。并利用相同的機(jī)理，對(duì)乙肝酶標(biāo)抗原