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应用毛细管电泳研究量子点与巯基聚乙二醇相互作用

作　者: 王晏睿
导　师: 任吉存
学　校: 上海交通大学
专　业: 分析化学
关键词: 量子点碲化镉聚乙二醇巯基聚乙二醇毛细管电泳激光诱导荧光检测荧光光谱仪
分类号: O643.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

量子点以其奇异的光学特性吸引了近二十年来纳米材料学界的广泛关注。与常规的有机染料相比,量子点具有优越的荧光性能,其具有依赖于自身尺寸的荧光发射,宽且连续的吸收光谱,窄且对称的发射光谱,高的量子产率,较大的斯托克斯位移和优良的抗光化学降解性能等。因此,众多研究者认为量子点是可以应用在生物标记及细胞成像等生物领域的最具潜力的纳米材料之一,各种生物应用方面的研究也随之展开。量子点的生物毒性是阻碍其生物应用的最大的障碍之一,有研究发现量子点的表面状态决定其生物行为,于是各种具有生物相容性的分子被用来对量子点进行表面改性和修饰。然而,对量子点与生物分子之间的反应和相互作用机理的研究比较少。这是因为缺乏一种很好的方法来对反应的化学计量关系、结合常数、速率常数、热力学常数和表面覆盖率等参数进行表征。因此建立一种能够在生理环境中进行的精确、可靠的方法来定性和定量的研究量子点与生物分子的相互作用,以及对生物分子和量子点的复合物进行表征,将具有重要的理论和实际意义。毛细管电泳是20世纪80年代迅速发展起来的,以电场为驱动力,在毛细管中按溶质淌度和分离系数的不同进行分离的一种新型分离分析技术,它具有分离效率高、分析速度快、样品及试剂用量少等特点,已被广泛应用于生物、化学、医药、环保、食品等领域。目前,不同分离模式的毛细管电泳技术已成为最重要的生物样品分离分析手段之一。在本论文的工作中,我们将具有生物相容性的聚乙二醇分子通过巯基与碲化镉量子点相连,以期通过表面修饰来改善量子点的生物相容性和光化学稳定性,并且以此为研究模型采用毛细管电泳,荧光光谱等技术对该体系进行了研究。我们基于兰格缪尔(Langmuir)单分子层等温吸附模型提出了修正的等温吸附方程,应用毛细管电泳仪和荧光光度计测定了常温下(25℃)CdTe量子点与巯基聚乙二醇(HSPEG)的相互作用常数。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第一章绪论  11-46
  1.1 毛细管电泳  11-17
    1.1.1 毛细管电泳的发展概况  11-12
    1.1.2 毛细管电泳的基本原理和结构  12-15
    1.1.3 毛细管电泳的类型和分离模式  15-16
    1.1.4 毛细管电泳的检测系统  16-17
  1.2 量子点  17-28
    1.2.1 量子点的合成与表征  18-20
    1.2.2 量子点的光学特性  20-22
    1.2.3 量子点的生物相容性和生物连接方法  22-23
    1.2.4 毒性和特异性  23
    1.2.5 生物应用  23-28
      1.2.5.1 基因技术  23-24
      1.2.5.2 细胞成像  24-26
      1.2.5.3 病原体和病毒探测  26
      1.2.5.4 活体成像  26-28
      1.2.5.5 光动力治疗  28
  1.3 研究纳米粒子与分子相互作用的相关数学模型  28-34
    1.3.1 Langmir 等温吸附模型  29-32
    1.3.2 Stern-Volmer 方程  32-34
    1.3.3 热力学常数的求算  34
  1.4 应用毛细管电泳对纳米粒子的分离研究进展  34-37
  1.5 论文选题和研究内容  37-39
  参考文献  39-46
第二章毛细管电泳激光诱导荧光检测和荧光光谱分离表征碲化镉量子点与巯基聚乙二醇的复合物  46-58
  2.1 引言  46-47
  2.2 实验部分  47-49
    2.2.1 试剂  47
    2.2.2 实验仪器  47-48
    2.2.3 CdTe 量子点的合成  48
    2.2.4 缓冲溶液的配制  48
    2.2.5 CdTe 量子点与巯基聚乙二醇的连接  48
    2.2.6 毛细管电泳方法  48-49
  2.3 实验结果与讨论  49-55
    2.3.1 荧光光谱表征CdTe 量子点与PEGSH 的复合物(QDs-HS-PEG)  49-50
    2.3.2 PEGSH-CdTe 复合物的毛细管电泳表征  50-51
    2.3.3 端巯基聚乙二醇配体在量子点表面的结合常数的测定  51-55
  2.4 总结  55-56
  参考文献  56-58
第三章巯基聚乙二醇的合成  58-69
  3.1 引言  58-59
  3.2 实验部分  59-61
    3.2.1 试剂  59
    3.2.2 仪器  59
    3.2.3 合成路线  59-60
    3.2.4 合成步骤  60-61
      3.2.4.1 PEGCl 的合成  60
      3.2.4.2 Bunte 盐的生成  60
      3.2.4.3 酸解及还原得PEGSH  60-61
    3.2.5 量子点的合成、纯化及与产物PEGSH 的连接  61
  3.3 结果与讨论  61-66
    3.3.1 巯基合成方案探讨  61-64
      3.3.1.1 Bunte 盐法  61
      3.3.1.2 硫脲法  61-62
      3.3.1.3 硫氢化钠法  62
      3.3.1.4 硫代乙酸钾水解法  62
      3.3.1.5 二硫化物还原法  62
      3.3.1.6 黄原酸法  62
      3.3.1.7 硫化氢烯烃加成法  62-63
      3.3.1.8 有机金属化合物与硫反应  63
      3.3.1.9 磺酰氯还原法  63-64
    3.3.2 表征方法  64-66
      3.3.2.1 核磁和红外谱图  64-65
      3.3.2.2 毛细管电泳对比法  65-66
  3.4 结论  66-67
  参考文献  67-69
第四章全文总结和展望  69-71
  4.1 总结  69
  4.2 展望  69-71
致谢  71-72
有待发表的论文  72

应用毛细管电泳研究量子点与巯基聚乙二醇相互作用

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