1、量子點(diǎn)(QDs)由于其獨(dú)特的尺寸依賴的光物理性質(zhì),作為一種優(yōu)異的熒光納米材料,受到研究者的廣泛青睞。隨著量子點(diǎn)制備工藝、表面修飾技術(shù)的不斷完善以及功能應(yīng)用研究的不斷拓展,基于量子點(diǎn)的納米表征技術(shù)在化學(xué)生物分析等領(lǐng)域顯示出越來(lái)越廣闊的應(yīng)用前景。本論文瞄準(zhǔn)這一重要的研究方向,在對(duì)當(dāng)前迅速發(fā)展的量子點(diǎn)進(jìn)行大量文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上,以量子點(diǎn)納米顆粒作為出發(fā)點(diǎn),以熒光技術(shù)作為主要分析手段,結(jié)合材料制備技術(shù)、光學(xué)成像技術(shù)、納米分析技術(shù)等,將量子點(diǎn)的制備

2、、分析檢測(cè)應(yīng)用以及高靈敏光學(xué)成像作為研究主線,主要開(kāi)展了以下幾個(gè)方面的工作:
　　 一、發(fā)展了以油胺-硒化氫復(fù)合物為前體的脂溶性量子點(diǎn)制備方法。首先利用硒的還原作用和硫酸的酸化反應(yīng),并結(jié)合油胺對(duì)于硒化氫的吸收富集作用,制備了油胺-硒化氫復(fù)合物。然后,以這種復(fù)合物作為前體,采用溶劑熱合成步驟,制備了脂溶性Cdse量子點(diǎn)。所制備的量子點(diǎn)為立方晶型,熒光光譜跨越較寬,從480nm到610 nm連續(xù)可調(diào);熒光半峰寬較窄,均在25 nm至

3、40 nm之間;最高量子產(chǎn)率達(dá)到23％,光穩(wěn)定性較強(qiáng)。在此基礎(chǔ)之上,還進(jìn)行了量子點(diǎn)的殼層包被,制備了CdSe/ZnS量子點(diǎn)。本部分工作發(fā)展了一種無(wú)須使用三烷基膦,相對(duì)價(jià)廉和環(huán)保的脂溶性量子點(diǎn)制備方法,為進(jìn)一步的表面修飾、功能組裝以及分析檢測(cè)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
　　 二、基于氟硼酸根離子對(duì)水溶性CdTe量子點(diǎn)的化學(xué)刻蝕作用,發(fā)展了一種簡(jiǎn)單、溫和的量子點(diǎn)尺寸調(diào)控方法。在NaBF4溶液中,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),水溶性CdTe量子點(diǎn)尺寸逐漸減小

4、,吸收光譜和熒光發(fā)射波長(zhǎng)發(fā)生連續(xù)藍(lán)移。量子點(diǎn)被刻蝕的原因可能是由于氟硼酸根離子對(duì)Cd(Ⅱ)的解離以及表面氧化作用。這種量子點(diǎn)的刻蝕在中性水溶液中進(jìn)行,條件溫和,便于控制,可以得到一系列不同熒光發(fā)射波長(zhǎng)的量子點(diǎn)。該方法為量子點(diǎn)的尺寸、光譜調(diào)控提供了一種新的手段,可以進(jìn)一步應(yīng)用于其它含鎘化合物的刻蝕研究以及納米器件的加工制作等領(lǐng)域。
　　 三、結(jié)合物理包埋和共價(jià)交聯(lián)的方法,發(fā)展了一種量子點(diǎn)瓊脂糖凝膠微球(AHM)的包被技術(shù)。首先,巰

5、基乙胺修飾的量子點(diǎn)利用表面氨基與瓊脂糖羥基的氫鍵相互作用,基于物理作用擴(kuò)散進(jìn)入瓊脂糖微球中,得到量子點(diǎn)瓊脂糖微球復(fù)合物(QDAHM),平均每個(gè)微球包被的量子點(diǎn)數(shù)目高達(dá)6.0×107。然后引入聚乙烯亞胺(PEI)和乙二醛,與量子點(diǎn)表面氨基反應(yīng)形成共價(jià)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),得到PEI包被的QDAHM(QDAHM/PEI)。采用該方法得到的ODAHM/PEI不僅具有較高的顆粒包被量和共價(jià)穩(wěn)定性,并且pH穩(wěn)定性得到提高,成功構(gòu)建了量子點(diǎn)熒光編碼微球復(fù)合物。

6、該量子點(diǎn)復(fù)合物有望應(yīng)用于多目標(biāo)篩選以及陣列檢測(cè)等領(lǐng)域。
　　 四、基于氟離子對(duì)量子點(diǎn)的分散效應(yīng),發(fā)展了一種降低量子點(diǎn)團(tuán)聚和非特異性吸附作用的簡(jiǎn)單方法。氟離子加入巰基乙胺表面修飾的CdTe量子點(diǎn)溶液中,顯著提高了量子點(diǎn)的膠體穩(wěn)定性,降低了顆粒之間的團(tuán)聚,這主要因?yàn)榉x子與氨基形成氫鍵,屏蔽了顆粒之間的氫鍵相互作用。并且發(fā)現(xiàn),低濃度氟離子的存在,可以降低量子點(diǎn)對(duì)于玻片和細(xì)胞的非特異性吸附作用,并顯著提高量子點(diǎn)的表面交聯(lián)效率。該工作提

7、供了一種簡(jiǎn)單便利的提高量子點(diǎn)穩(wěn)定性的離子介導(dǎo)法,為量子點(diǎn)的分析檢測(cè)和細(xì)胞成像提供了保障。
　　 五、基于量子點(diǎn)的可逆團(tuán)聚機(jī)制,發(fā)展了一種氟離子的納米熒光開(kāi)關(guān)探針。巰基乙胺-CdTe量子點(diǎn)基于顆粒之間的NHN氫鍵作用發(fā)生團(tuán)聚,熒光自淬滅;氟離子加入,形成更強(qiáng)的NHF氫鍵,誘導(dǎo)量子點(diǎn)的分散,熒光得到恢復(fù)?；跓晒獾幕謴?fù)作用構(gòu)建了量子點(diǎn)的熒光開(kāi)關(guān)探針,應(yīng)用于水相體系氟離子的檢測(cè),檢測(cè)下限可達(dá)到5.0μM,且特異性好、響應(yīng)速度快。本工作

8、不僅提供了一種簡(jiǎn)單便利的水相溶液中氟離子的檢測(cè)方法,也為量子點(diǎn)熒光探針的設(shè)計(jì)提供了新的構(gòu)建模式。
　　 六、基于自行搭建的單顆粒熒光成像平臺(tái),開(kāi)展了不同功能化磷脂修飾的量子點(diǎn)性能差異的研究。首先采用磷脂二硬脂酰磷脂酰乙醇胺(DSPE)和聚乙二醇-二硬脂酰磷脂酰乙醇胺(PEG2000-DSPE)分別修飾脂溶性CdSe/ZnS量子點(diǎn),將其轉(zhuǎn)換為水溶性。然后采用單顆粒成像技術(shù),比如熒光漲落光譜、單顆粒熒光強(qiáng)度分析、單顆粒示蹤分析等,對(duì)

9、于兩種磷脂化的量子點(diǎn)進(jìn)行了實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的光物理性質(zhì)的研究。對(duì)比分析結(jié)果表明DSPE-QDs分散性較差,單顆粒熒光較強(qiáng),擴(kuò)散系數(shù)較小,體現(xiàn)為多個(gè)量子點(diǎn)包被形式;PEG2000-DSPE-QDs則單分散性較好,擴(kuò)散系數(shù)較大,體現(xiàn)為單個(gè)量子點(diǎn)包被形式。二者性能差異主要因?yàn)槭橇字肿幽┒司垡叶挤肿有揎椀牟町愒斐傻?。本工作不僅提供了一種納米顆粒的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的單顆粒成像研究方法,并且發(fā)展了不同結(jié)構(gòu)性能的磷脂化量子點(diǎn)。
　　 七、基于量子點(diǎn)單