水溶性半导体量子点的合成及其生物应用

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1、上海大学硕士学位论文摘要II．VI族半导体量子点(QuantumDots，简称QDs)材料在小于其波尔半径后，表现出独特的光学和电学性能，使其在工业研究和基础研究中受到了广泛的关注，特别是在牛物学和医学的研究中的潜在价值更是引起了广大科学工作者的极大关注。相关方面的研究也越来越成为时下生物医学的热点。本文在讨论了多种方法下制备的半导体量子点基础上，采用高温有机分解金相法，在非配位溶剂里，制备了高分散性，高量子效率的CdSe量子点，并用CdS、ZnS、Cdo．5Zno．5S等高禁带宽度材料对CdSe量子点表面进行包

2、裹钝化，形成核壳层结构的量子点，大大增加了CdSe核的化学稳定性和量子效率，为后面的水溶性工作打下了基础。量子点在生物医学上的应用需要将油溶性量子点转到水相中，本文采用巯基丙酸对核壳量子点表面进行修饰，在保持其荧光峰位不变和相对高的量子荧光效率的基础上，成功将量子点从油相转移到了水相，随后，利用共价偶联作用，将所制备的水相量子点与牛血清蛋白(BSA)和乙肝病毒酶标抗原进行了共价嫁接。由于巯基丙酸水溶法水溶的量子点在高浓度的缓冲溶液中稳定性不高，会发生团聚，我们利用硅烷化学法，在量子点表面牛成二氧化硅层，得到薄氧化

3、硅层包裹的核壳型半导体量子点，增加了其在缓冲溶液中的稳定性。本文丰要研究内容及初步结果如下：1在非配位性溶剂十八烯中，通过油酸镉的热分解，制备了单分散的油溶性CdSe量子点，研究了十八胺(0DA)在制备反应动力学作用，结果表明，颗粒的生长速度随着反应时间的增加而逐渐减慢，通过调节十八胺量可以调节单体的配位体浓度，从而可以调节反应体系中的成核数目以及颗粒的尺寸分布。2用连续离子层吸附和反应(SILAR)的方法将CdS、ZnS、Cdo．5Zno．5S等宽禁带宽度材料对CdSe核量子点进行了无机包裹，大大减少了核表面的

4、悬空键等因素带来的表面缺陷，提高了量子点的荧光效率。结果表明，经过对量子点进行无机包裹，提高了量子点的化学稳定性，是后续制备水溶性量子点的基础。Vj：海大学硕‘上学位论文3利用巯基丙酸(MPA)的巯基与金属离子的亲和性，成功将油溶性核壳型量子点转到水相或缓冲溶液中。实验结果表明Cdo．5Zno．5S包裹转到水相后，量子效率好，量子点化学性质稳定；CdS包裹时，荧光猝灭，ZnS包裹时，量子效率可以保持，荧光亮度可以满足生物应用。用反微乳液法对CdSe量子点进行了硅烷化，提高了水溶后量子点的化学稳定性。4通过多肽缩合

5、剂EDC的作用，MPA水溶后的量子点与牛血清蛋白(BSA)之间形成酰胺键，实现了共价嫁接。并利用相同的机理，对乙肝酶标抗原病毒进行嫁接，实现了量子点对乙肝抗体的靶向标记。关键词：(量子点，核壳层纳米颗粒，氧化硅包裹，荧光标记)V1上海大学硕：卜学位论文ABSTRACTII．VIsemiconductorquantumdots(QDs)haveattractedbroadattentioninindustrialapplicationsandbasicresearches，especiallyinbiologica

6、landmedicalresearches．BecauseoftheiruniquepropertiesinopticsandelectricsdependingonthetunablesizeofQDswhenthesizeissmallerthanitsBohrradius，therelatedresearchesarebecomingahotspotnowadays．Basedonthereviewesofthesynthesismethodsofsemiconductornanoparticlesinth

7、eorganicphaseandaqueousphase，monodisperseandhigh-quantumyieldCdSenanoparticleswerepreparedinthenon—coOrdinatedreactionsystembytherrnaldecompositionoftheorganicprecursors．Furthermore，CdSeQDswerecoatedbythehighbandgapmaterialsuchasCdS、ZnSandCd0．5Zn0．sStoformthe

8、core—shellstructurenanoparticles．Theresultsshowedthatthecore．shellstructurewouldwidelyerdaancechemicalstabilityandquantumyieldofnanoparticles，whichwerethebasistoturntheQDsfromtheorganicph