荧光纳米复合材料的合成与生物应用

发布时间：2020-06-24 22:50

【摘要】：当某一物质在尺寸上不断减小,直到低于特定临界尺寸。该物质将获得一系列原本不具备的物理和化学性质,如表面效应、量子尺寸效应、体积效应、量子隧道效应等。对于大多数物质来说,这个临界尺寸为100 nm,因此,在临界尺寸之下的材料统称为纳米材料。纳米材料存在不同的分类方法,根据三个空间维度上处于1-100 nm范围内的维度数的不同,纳米材料分为三个维度都在100 nm以下的零维材料,以及相应的一维材料和二维材料。由于具备一系列可调的性能,使用者可以根据自己的需求对纳米材料进行修饰,促进了纳米材料在光电、催化、生物医学、分析检测等各领域的广泛应用。在所有纳米材料中,零维纳米材料以其合成更为简单的特点,在历史上最早被发现。相比其他纳米材料,零维纳米材料具有最大的比表面积,因此这类材料最适合原位同时进行多种功能修饰。因此,越来越多的研究着眼于如何利用零维纳米材料将多种功能整合。在这个目的下,本文选择了零维纳米材料中的铜铟硫(CIS)量子点与银纳米粒子(AgNPs)作为研究对象。CIS作为一类新型发光量子点,带隙为1.5 eV,玻尔半径为4.1 nm,在可见光区域具有较大的消光系数(α=5×10~5 cm~(-1))。除了具备基本的量子尺寸效应外,其发光波长还能通过改变多元组分的比例来调节,这使CIS的荧光能在可见光到近红外这一大范围内变动。这些特性使CIS成为光电应用的合适材料。与含高毒性元素的传统量子点相比,CIS生物毒性更低,使用原料更廉价,在传统量子点研究成熟,但被毒性限制其发展的情况下,CIS成为了最理想的替代材料。在第2章中,我们在已有报道的基础上,通过一锅法合成了CIS量子点,探讨了合成时间,配体比例等因素对产物光学性质的影响。通过包覆ZnS壳增强了CIS的发光效率,并用MUA和MTAB两种不同的配体将CIS进行表面功能化,制备得到了两种表面电荷性质不同的水溶性荧光量子点,并用MTAB修饰的CIS成功进入细胞,不损伤细胞的同时实现荧光成像,具有良好的应用前景。癌细胞独特的微环境常常被作为生物标志物用于潜在肿瘤诊断和靶向肿瘤治疗。例如,癌细胞偏酸性(pH 5.5-6.5)的性质被广泛应用与开发pH响应的药物系统,使抗癌药物装载在被低pH环境启动释放的传输系统中。另一方面,癌细胞具有高H_2O_2水平(100μM-1 mM)的特点,源自于线粒体中超氧化物歧化酶(SOD)催化产生的超氧阴离子。通过外源性药物产生的高毒活性氧(ROS,如·OH)会破坏肿瘤细胞中的ROS稳态,导致严重的氧化应激,进而导致癌细胞凋亡或死亡。在第3章中,我们构建了一个多功能荧光探针AgNPs-DNA@GO。该探针通过催化H_2O_2分解,能够同时实现细胞荧光成像与活性抑制。基于肿瘤细胞的上述特性实现对肿瘤细胞的特异性识别。探针由双链DNA吸附在GO表面,并以DNA作为模板生长AgNPs得到,具有良好的水溶性,细胞膜透过率和生物相容性等小分子探针的共同优点,具有成为联合癌症监测与治疗的潜力。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O657.3;TB33
【图文】：

电子能级结构,量子点,体相,材料

荧光纳米复合材料的合成与生物应用发射光谱发生蓝移；量子点因此形成，这种物理现象被称为量子）。Brus[12]将激子最低激发态的能量 E1描述为： 1≈ 2 22 2[1 1 ]1.8 2 相材料的带宽，R 是量子点半径，me，mh分别是电子与空穴的质量无关，通常比实际质量小。ε 是量子点的介电常数。算式中的量子定域能，第三项代表激子对的库伦作用。从式中也可得出径 R，可以得到 R 越小，E1越大的趋势。a

能级分布,电子能级,纳米晶体,点缺陷

硕士学位论文.2）[12]。其中表面缺陷态捕获激子对中的电子或空合通道，与发射荧光的复合通道处于竞争关系，低。除有机配体之外，钝化表面的方法是在量子结，或者核壳结构。根据核壳两种材料能级分布够分为三种类型：I 型，II 型和反 I 型（图 1.3）[

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