碲化镉量子点荧光探针的合成及其在植物根部荧光成像研究中应用

发布时间：2017-07-26 22:20

  本文关键词：碲化镉量子点荧光探针的合成及其在植物根部荧光成像研究中应用

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【摘要】：新型除草剂靶标蛋白的定位与发现和基于靶标蛋白的新型除草剂先导结构的发现对于新型除草剂的设计合成与发展具有重要意义。建立简便快速且可视化的靶标蛋白分布定位方法对除草剂靶标蛋白的发现具有很大的促进作用。本文设计合成了连接有a-烷基吲哚乙酸的碲化镉量子点(CdTe-QDs-IAA)荧光探针,与绿豆幼根切片共孵育,通过倒置荧光显微成像确定荧光探针在绿豆幼根切片中的分布,以期建立新型除草剂靶标蛋白分布定新方法。本论文的主要研究工作和取得的主要研究成果如下：(1)本文绪论综述了与本论文相关方向的研究进展,包括生长素的运输机制、受体蛋白、药物靶标蛋白研究和量子点的合成及其在生物医学相关领域的应用等。(2)本文以巯基丙酸(MPA)、谷胱甘肽(GSH)为稳定剂通过水相合成法合成发射绿色、黄色及红色荧光的碲化镉量子点(CdTe-QDs),并对其结构性能及光学性能进行表征。结果表明,合成的CdTe-QDs光学性能稳定、分散性较好、粒子尺寸均一(约为2～3.5 nm)且荧光量子产率较高(约为55～74%)。(3)以1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)为偶联剂,将生长素型抑制剂α-烷基吲哚乙酸与合成的发射红色荧光的碲化镉量子点共价偶联得到三种不同偶联率的CdTe-QDs-IAA荧光探针。通过差量法计算出三种不同偶联率的CdTe-QDs-IAA荧光探针表面α-烷基吲哚乙酸的偶联率。通过动态光散射(DLS)、紫外吸收光谱(UV-Vis)以及荧光发射光谱等表征表明,随着CdTe-QDs-IAA荧光探针表面α-烷基吲哚乙酸偶联率的增加,其水合粒径逐渐增大,紫外吸收光谱范围保持不变,荧光峰峰位发生轻微蓝移且荧光强度有所下降。通过探究合成的荧光探针在不同环境中的荧光稳定性测试,表明其在生理环境下荧光性能稳定。(4)通过CdTe-QDs-IAA荧光探针对绿豆发芽率生物毒性测试表明,合成的荧光探针在低浓度下(小于0.5μmol/L)对绿豆幼苗毒性极小。倒置荧光显微镜成像结果表明,合成的CdTe-QDs-IAA荧光探针主要在绿豆根部皮层细胞聚集,且发射红色荧光的CdTe-QDs-IAA荧光探针能够很好的避免植物组织自发荧光的干扰。利用竞争性吸附法对比CdTe-QDs-IAA荧光探针与α-烷基吲哚乙酸的生物活性,结果表明,合成的CdTe-QDs-IAA荧光探针具有α-烷基吲哚乙酸的生物活性。利用合成的CdTe-QDs-IAA荧光探针建立了原位检测植物组织中生长素型抑制剂靶标蛋白分布与定位方法,该方法的优点是简便且直观可视化。(5)与量子点有关的点击(click)反应因其荧光标记的专一性且参与反应的官能团体积小、生物惰性且不存在于生物体内等优点,对生物体内靶标成像研究具有重要意义。本文合成了表面连接有叠氮的CdTe-QDs-N3,并对其光学性能及荧光稳定性进行表征。结果表明合成的CdTe-QDs-N3光学性能良好且短时间内荧光性能稳定。为后续与量子点有关的click反应奠定了基础。
【关键词】：碲化镉量子点 量子点荧光探针 靶标蛋白定位
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.3
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 绪论13-28
• 1.1 量子点13-20
• 1.1.1 量子点的光学性能13-14
• 1.1.2 量子点的合成14
• 1.1.3 量子点与生物分子的偶联方法14-16
• 1.1.4 量子点的应用16-20
• 1.1.5 与量子点有关的点击反应20
• 1.2 植物生长素及运输机制和相应的受体蛋白20-26
• 1.2.1 植物生长素20-21
• 1.2.2 植物生长素在植物体内的运输21-22
• 1.2.3 植物生长素受体蛋白22-26
• 1.2.4 植物生长素抑制剂26
• 1.3 生长素及其抑制剂靶标蛋白研究方法26-27
• 1.4 论文课题设计27-28
• 第二章 碲化镉量子点的合成及其表征28-38
• 2.1 引言28-29
• 2.2 实验部分29-31
• 2.2.1 实验试剂与仪器29-30
• 2.2.2 实验仪器30
• 2.2.3 制备CdTe量子点30-31
• 2.2.4 CdTe-QDs溶液稳定性实验31
• 2.2.5 荧光量子产率的测定31
• 2.3 结果与讨论31-37
• 2.3.1 量子点的光学性能表征31-34
• 2.3.2 量子点的形貌结构表征34-36
• 2.3.3 量子点的荧光量子产率36
• 2.3.4 量子点荧光稳定性36-37
• 2.4 本章小结37-38
• 第三章 碲化镉量子点-生长素荧光纳米探针合成及其表征38-48
• 3.1 引言38-39
• 3.2 实验部分39-41
• 3.2.1 实验试剂39-40
• 3.2.2 实验仪器40
• 3.2.3 CdTe-QDs-IAA荧光探针的合成40
• 3.2.4 CdTe-QDs-IAA荧光探针的α-烷基吲哚乙酸偶联率计算40-41
• 3.2.5 荧光纳米探针溶液稳定性实验41
• 3.3 结果与讨论41-47
• 3.3.1 CdTe-QDs-IAA荧光探针的α-烷基吲哚乙酸偶联率41-42
• 3.3.2 CdTe-QDs-IAA荧光探针的光谱表征42-44
• 3.3.3 CdTe-QDs-IAA荧光探针的DLS表征44-45
• 3.3.4 荧光纳米探针溶液稳定性45-47
• 3.4 本章小结47-48
• 第四章 荧光探针植物体内靶标定位研究48-56
• 4.1 引言48-49
• 4.2 实验部分49-51
• 4.2.1 实验试剂49
• 4.2.2 实验仪器49
• 4.2.3 荧光探针植物毒性实验49-50
• 4.2.4 荧光探针豆芽根部切片荧光成像测试50-51
• 4.3 结果与讨论51-54
• 4.3.1 荧光探针植物毒性51-52
• 4.3.2 荧光探针豆芽根部荧光成像52-54
• 4.4 本章小结54-56
• 第五章 量子点表面click基团修饰56-62
• 5.1 引言56-57
• 5.2 实验部分57-58
• 5.2.1 实验试剂57
• 5.2.2 实验仪器57
• 5.2.3 CdTe-QDs-N_3的合成57-58
• 5.2.4 量子点溶液稳定性实验58
• 5.3 结果与讨论58-61
• 5.3.1 CdTe-QDs-N_3的光学性能表征58-60
• 5.3.2 CdTe-QDs-N_3的荧光稳定性60-61
• 5.4 本章小结61-62
• 全文总结62-63
• 参考文献63-72
• 致谢72

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