基于量子点的荧光共振能量转移.pdf

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1、第38卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究简报第7期2010年7月ChineseJournalofAnalyticalChemistry1036—1039DOI：10．3724／SP．J．1096．2010．01036基于量子点的荧光共振能量转移刘海燕吴盛美程芳胡育筑严拯宇(中国药科大学分析化学教研室’，药物质量与安全预警教育部重点实验室，南京210009)摘要研究了具有相反电荷的两种量子点间的荧光共振能量转移。分别以巯基乙酸(TGA)和十六烷基三甲基溴化胺(CTMAB)修饰发射绿色和红色荧光的CdSe／ZnS量子点，使其由油溶性变为水溶性，且表面带相反的电荷，并

2、对修饰后的水相量子点进行琼脂糖凝胶电泳、荧光成像、量子产率等系列表征。对两种量子点间的荧光共振能量转移现象进行研究。结果表明：在激发波长为400nm时，两种量子点在磷酸盐缓冲溶液(pH7．5)中具有较好的荧光共振能量转移效率(猝灭效率0．54，增强效率0．27)。关键词量子点；十六烷基三甲基溴化胺；巯基乙酸；荧光共振能量转移1引言荧光共振能量转移(FRET)是指供体分子吸收一定频率的光子后通过供体．受体偶极之间的相互作用无辐射地转移给邻近的受体分子，表现为供体荧光强度降低而受体荧光强度增强或猝灭¨J。发生FRET需要几个条件：供受体在空间上比较接近(1～10Elm)；

3、供体的荧光量子产率较高；供体的发射光谱与受体的吸收光谱要重叠；供、受体的发射光谱要足够分开J。量子点(Quantumdots，QDs)是一种由Ⅱ一Ⅵ族或Ⅲ-V族元素组成的，直径在1～100ilm之间的半导体纳米荧光颗粒J。近几年，基于量子点作为供体的荧光共振能量转移已被广泛报道_5。但研究表明，量子点也可以作为荧光共振能量转移受体。当量子点作为共振能量受体时，供体也要有相同或类似的荧光寿命，因此在不同量子点间(荧光寿命相近)的能量转移成为了最佳的荧光共振能量转移体系。这时，共振能量一般从高能带的量子点(小尺寸)转移到低能带的量子点(大尺寸)，表现为小尺寸量子点荧光猝灭

4、，大尺寸量子点荧光增强。本实验分别以巯基乙酸(TGA)和十六烷基三甲基溴化胺(CTMAB)修饰发射绿色和红色荧光的CdSe／ZnS量子点，使其带相反的电荷，进而对修饰后的量子点进行琼脂糖凝胶电泳、荧光成像和量子产率等系列表征。在此基础上利用量子点表面正、负电荷间的相互作用，实现两种量子点间的荧光共振能量转移，并进一步考察能量对的荧光共振能量转移效率。2实验部分2．1仪器与试剂RF5301荧光分光光度仪，UV2100紫外一可见分光光度仪(日本岛津公司)；荧光倒置研究式显微镜(OlympusDP72)；电泳仪(Bio—brad)；玛瑙研钵。量子点(油溶性CdSe／ZnSQ

5、Ds，由武汉大学庞代文教授实验室提供)；正己烷，巯基乙酸(TGA)，十六烷基三甲基溴化胺(CTMAB)，磷酸盐缓冲溶液(PBS，pH7．5)，TAE缓冲液(pH8．0)，罗丹明6G。2．2水溶性量子点修饰实验所用量子点为油相合成量子点，生物不相溶。首先对量子点进行水溶化修饰，修饰的物质分别为CTMAB和TGA。CTMAB修饰发射红色荧光量子点[1：称取100mgCTMAB置于玛瑙研钵中，加人约0．8mL发射红色荧光量子点(1．0~zmol／L)，反复研磨至正己烷完全挥发，再置70cC烘箱中烘烤约10min，用适量PBS缓冲液溶解，离心，取上清液。2009—11—10收

6、稿；2010-02-28接受本文系国家自然科学基金(No．30873197)资助项目E—mail：yanzhengyujiang@hotmail．con第7期刘海燕等：基于量子点的荧光共振能量转移1037TGA修饰发射绿色荧光量子点：取约0．5mL发射绿色荧光量子点(1．3~mot／L)，加入无水乙醇约1．5mL，混匀，离心，取沉淀。接着再加入1mL氯仿和0．5mLTGA，混匀，离心取沉淀，用PBS缓冲液溶解，离心取上清液。2．3水溶性量子点表征琼脂糖凝胶电泳：电泳工作条件采用100V的恒压模式，琼脂糖凝胶浓度为0．7％，电泳缓冲液为TAE，电泳时间为50rain。荧

7、光倒置显微镜成像：光源为高压汞灯，紫外波长激发，放大倍数为400倍，观察量子点在水相的分散状况和荧光的可视性。量子产率测定：以罗丹明6G的水溶液为荧光标准物，参照文献[15]，利用公式(1)分别计算修饰后的两种量子点的量子产率。yu=ys·Fu(1)式中，yu和ys分别为待测物质和标准物质荧光量子产率，Fu和Fs分别为待测物质和标准物质的积分荧光强度。2．4荧光共振能量转移(FRET)分别测两种量子点的紫外吸收光谱和荧光发射光谱，观察受体的紫外吸收光谱和供体的荧光发射光谱重叠程度；再分别测红色量子点(RQDs)、绿色量子点(GQDs)和RQDs—GQ