氮量子点的合成及其在铜离子检测和细胞转染中的应用

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1、分类号：O657.3学校代码：10697密级：公开学号：201531429硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION氮量子点的合成及其在铜离子检测和细胞转染中的应用学科名称：材料工程作者：张敏浩指导老师：彭明丽教授汤新景教授西北大学学位评定委员会二O一八年TheSynthesisofN-quantumdotsandtheirapplicationindetectionofcopercationandcelltransfectionAthesissubmittedtoNorthwestUniversityinpartialfulfillmento

2、ftherequirementsforthedegreeofMasterinMaterialsEngineeringByMinhaoZhangSupervisor:ProfessorMingliPengProfessorXinjingTangJune2018摘要摘要氮量子点因具有荧光发射光谱可调、良好的光稳定性、上转换发光、生物相容性好等优点，而有极其广阔的应用前景。在本论文中，我们对氮量子点进行了功能化修饰，探索性能更优异的氮量子点，以便更好的将其应用于生物医学领域，解决一些实际问题。首先，我们依据氮量子点的合成机理，在氮量子点的制备过程中加入直链PE

3、（I分子量=1800）或支链PEI（分子量=1800），在60℃下通过一步法绿色、简单制备出PEI修饰的氮量子点（N-dots-linearPEI和N-dots-branchedPEI）。经过一系列表征分析知，所制备的PEI修饰的氮量子点，为粒径大多分布在23nm左右的球形纳米粒子，且具有较高氮含量、表面丰富的氨基官能团和优异的光学性能。其次，我们将PEI修饰的氮量子点进行了Cu2+检测和细胞转染的实际应用。由于N-dots-linearPEI具有优异的光学性能，可作为开关式化学传感器，快速灵敏、并选择性的检测水溶液中的金属铜离子，检测限可达51nM。在

4、相同条件下合成出的N-dots-branchedPEI，极大改善了PEI高毒性的缺点，而且表面富含大量带有正电荷的氨基，可以携带负电荷的核酸物质进行细胞转染，最终成功将PEI修饰的氮量子点应用于细胞转染系统。关键词：氮量子点，聚乙烯亚胺，Cu2+检测，细胞转染I西北大学专业学位专业论文IIAbstractAbstractQuantumdotshaveextremelybroadapplicationsbecauseoftheiradvantagesofadjustablefluorescenceemissionspectrum,goodlightstab

5、ility,upconversionluminescence,andgoodbio-compatibility.Inthispaper,wetrytomakefunctionalN-dotstoexplorebetterperformanceforpromisingapplicationinthebiomedicalfieldandsolvesomepracticalproblems.Firstly,basedonthesynthesismechanismofnitrogenquantumdots,alinearPEI(MW=1800)orbranche

6、dPEI(MW=1800)wasaddedduringthepreparationofnitrogenquantumdotsandaPEI-modifiedN-dotswasproducedbyone-stephydrothermalmethodat60℃.Thesynthesismethodisgreenandsimple.Throughaseriesofcharacterizationsmethod,wefoundthattheobtainedN-dotsweresphericalnanoparticleswithaparticlesizeof23n

7、mapproximately.OtherresultsshowedthatPEI-modifiedN-dotsnotonlyhadhighernitrogencontentandrichaminofunctionalgroupsonthesurface,butalsohaveexcellentopticalproperties.Secondly,wehaveappliedPEI-modifiedN-dotstoCu2+detectionandcelltransfection.Duetotheexcellentopticalproperties,N-dot

8、s-linearPEIcanbeusedasaswitchablechemica