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量子点@二氧化硅核—壳型纳米探针的合成及性能

作　者: 李玉玲
导　师: 李海兵
学　校: 华中师范大学
专　业: 有机化学
关键词: 荧光探针 CdSe@SiO2 分子印迹菊酯农药点击反应
分类号: O613.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

半导体量子点(quantum dots, QDs)是近年来被广泛研究的一类发光物质。由于其独特的发光特性,使得它们作为荧光探针在生物标记、生物检测和生物成像等领域中发挥着越来越重要的作用。高质量量子点CdSe,一般是亲油性的,为了使其能够应用于生物领域,需要对它表面进行水溶性改性,而使其表面硅烷化则是最具代表性的方法之一。故硅球包裹的CdSe量子点(CdSe@SiO2)被我们选作研究对象。本论文在CdSe@SiO2的合成及应用方面做了一系列研究,并取得创新性的研究成果。具体内容如下：第一,在分子印迹的基础上将功夫菊酯印记到CdSe量子点上,再通过硅烷化反应得到分子印记修饰的硅球包裹的CdSe量子点(CdSe@SiO2@MIP),它能够对目标分子功夫菊酯进行专一性识别,并实现了其作为荧光探针对菊酯农药进行高灵敏度和高选择性检测的应用。第二,在金纳米粒猝灭CdSe@SiO2的基础上,通过功夫菊酯与金纳米粒之间的配位竞争,促使荧光恢复,得到了Au-CdSe@SiO2这种’turn on’型的荧光探针,与传统荧光探针相比,提高了对菊酯农药检测的灵敏度。第三,为了达到一种方便、快捷、高选择性检测菊酯的方法,本文在制备得到表面氨基化的核-壳型Ag@SiO2纳米粒的基础上,利用硅层表面氨基与菊酯类农药之间的氢键作用,来组建一种主-客体相互作用,以达到比色(可视化)检测菊酯农药的目的。最后,通过点击反应得到三氮唑修饰的TGT-CdSe@SiO2,并以三氮唑作为识别位点,它能够对水溶液中的镉离子进行选择性识别,从而得到镉离子的荧光探针。而亚硫酸钠的加入,更进一步提高TGT-CdSe@SiO2荧光探针检测镉离子的灵敏度,同时还解决肿瘤细胞中镉离子标记的背景光干扰问题。在亚硫酸钠和TGT-CdSe@SiO2的共同作用下,实现了在水溶液和细胞中对镉离子的高选择性检测。

全文目录

中文摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-21
  1.1 半导体量子点的研究背景  9-10
    1.1.1 量子点的定义  9
    1.1.2 量子点的研究现状  9-10
  1.2 量子点的荧光特性  10-11
  1.3 量子点的制备方法  11-13
  1.4 量子点的表面功能化  13-17
    1.4.1 二氧化硅包裹  13-16
    1.4.2 点击化学表面修饰  16-17
  1.5 量子点的应用  17-19
    1.5.1 量子点作为荧光传感器的应用  17
    1.5.2 量子点作为分子印记荧光传感器的应用  17-18
    1.5.3 量子点在生命领域中的应用  18-19
  1.6 论文的选题思想及主要内容  19-21
第二章分子印记的核-壳CdSe@SiO_2的合成及对菊酯农药的检测  21-35
  2.1 序言  21
  2.2 实验部分  21-24
    2.2.1 主要试剂和实验仪器  21-22
    2.2.2 CdSe量子点的合成  22
    2.2.3 二氧化硅包裹油溶性CdSe量子点的合成  22-23
    2.2.4 CdSe@SiO_2@MIP的制备  23
    2.2.5 吸附性能的检测  23
    2.2.6 量子产率  23-24
  2.3 结果与讨论  24-34
    2.3.1 CdSe量子点和CdSe@SiO_2@MIP的荧光光谱  24-25
    2.3.2 CdSe@SiO_2@MIP的制备过程  25-27
    2.3.3 透射电子显微镜照片和表面扫描电子显微镜照片  27
    2.3.4 红外光谱  27-28
    2.3.5 pH值和时间对CdSe@SiO_2@MIP的影响  28-29
    2.3.6 CdSe@SiO_2@MIP对菊酯农药的选择性吸附  29-30
    2.3.7 干扰实验  30-31
    2.3.8 CdSe@SiO_2@MIP与CdSe@SiO_2@NIP的吸附量对比  31-32
    2.3.9 不同浓度功夫菊酯对CdSe@SiO_2@MIP的影响  32-33
    2.3.10 回收实验  33-34
  2.4 结论  34-35
第三章核-壳CdSe@SiO_2作为菊酯农药荧光传感器的研究  35-44
  3.1 序言  35-36
  3.2 实验部分  36-37
    3.2.1 实验试剂及仪器  36
    3.2.2 纳米金溶胶负载在硅球包裹的量子点表面的合成过程  36
    3.2.3 不同菊酯农药对Au-CdSe@SiO_2荧光的影响  36-37
  3.3 结果和讨论  37-43
    3.3.1 荧光光谱和紫外吸收光谱  37
    3.3.2 透射电子显微镜照片  37-38
    3.3.3 时间和pH值对Au-CdSe@SiO_2的影响  38-39
    3.3.4 不同菊酯农药对Au-CdSe@SiO_2荧光强度的影响  39-40
    3.3.5 不同浓度功夫菊酯对Au-CdSe@SiO_2荧光强度的影响  40-42
    3.3.6 不同浓度功夫菊酯对Au-CdSe@SiO_2紫外吸收光谱的影响  42-43
  3.4 结论  43-44
第四章核-壳Ag@SiO_2作为菊酯农药比色传感器的研究  44-52
  4.1 序言  44
  4.2 实验部分  44-45
    4.2.1 试剂和仪器  44-45
    4.2.2 二氧化硅包裹的银量子点的合成过程  45
  4.3 结果和讨论  45-51
    4.3.1 紫外吸收光谱  45-46
    4.3.2 不同菊酯农药对NH2-Ag@SiO_2的影响  46-48
    4.3.3 透射电子显微镜分析  48
    4.3.4 pH值对NH_2-Ag@SiO_2紫外-可见吸收光谱强度的影响  48-49
    4.3.5 不同浓度的功夫菊酯与NH_2-Ag@SiO_2作用  49-51
    4.3.6 不同离子对NH_2-Ag@SiO_2紫外-可见吸收光谱强度的影响  51
  4.4 结论  51-52
第五章点击修饰的核-壳型CdSe@SiO_2作为离子探针的研究  52-62
  5.1 序言  52
  5.2 实验部分  52-54
    5.2.1 实验试剂及仪器  52
    5.2.2 点击修饰的核-壳型TGT-CdSe@SiO_2的制备  52-53
    5.2.3 阴、阳离子对TGT-CdSe@SiO_2荧光的影响  53
    5.2.4 细胞的培养  53
    5.2.5 细胞的荧光成像  53-54
  5.3 结果与讨论  54-60
    5.3.1 TEM和SEM照片  54
    5.3.2 荧光光谱  54-55
    5.3.3 红外光谱  55-56
    5.3.5 阴离子对TGT-CdSe@SiO_2荧光的影响  56
    5.3.6 阳离子对TGT-CdSe@SiO_2荧光的影响  56-57
    5.3.7 SO_3~(2-)阴离子加入前后阳离子对TGT-CdSe@SiO_2荧光的影响  57-58
    5.3.8 不同浓度镉离子对TGT-CdSe@SiO_2荧光的影响  58-59
    5.3.9 机理  59-60
    5.3.10 细胞内Cd~(2+)的荧光成像照片  60
  5.4 结论  60-62
总结  62-63
参考文献  63-72
攻读硕士期间发表或待发的论文  72-73
致谢  73-74

量子点@二氧化硅核—壳型纳米探针的合成及性能

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