摘要
1、概述了量子点的物理性质和光学性质、有机相和水相合成法、量子点与生物分子的连接方法、量子点在分析科学和生物医学方面的应用及量子点的毒性效应。 2、通过水热合成法,分别以3-巯基丙酸(MPA)和N-乙酰基-L-半胱氨酸(NAC)为稳定剂,制备出不同粒径的高质量碲化镉量子点(CdTe quantum dots, CdTe QDs)。本文以发绿色荧光的CdTe QDs为主要研究对象,通过紫外可见吸收光谱、荧光光谱、透射电镜和傅立叶变换红外光谱等手段对所合成的MPA/NAC- CdTe QDs的光谱性质、形貌和结构进行了表征。结果表明,所合成的量子点近似球形,粒径分布均一,并且所合成的量子点紫外可见吸收光谱宽而连续,荧光发射光谱窄且对称。为下一步实验奠定了良好的材料基础。 3、利用荧光光谱和红外光谱法,研究了CdTe QDs与牛血清白蛋白(bovine serum albumin, BSA)和细胞色素c(cytochrome c,Cyt c)之间的相互作用。研究发现牛血清白蛋白与量子点分别以静电作用、配位作用和共价作用相结合后,量子点的荧光均增强。经紫外光照射相同时间,荧光均发生降低,且其降低程度由大到小的排序为:无BSA包覆> BSA以静电作用包覆> BSA以配位作用包覆> BSA以共价作用包覆。通过在溶液中加入NaN3(单线态氧的有效猝灭剂)后进行紫外光照射,发现此时量子点的荧光不再降低,光稳定性明显增强,说明量子点在紫外光照射下产生了单线态氧而使其荧光发生猝灭。此外研究发现,细胞色素 c通过受激电子表面传递机理对粒径较小或具有核壳结构的CdTe量子点具有较强的荧光猝灭能力。这些实验为进一步研究量子点与细胞内蛋白质的相互作用提供了理论基础。 4、利用激光共聚焦显微镜,发现量子点进入细胞后,分布于细胞核周围的细胞器(如内质网)中。无BSA包覆、BSA分别以静电作用、配位作用、共价作用包覆的CdTe QDs对细胞周期和细胞凋亡具有不同程度的影响,且影响程度由大到小的排序为:无BSA包覆> BSA以静电作用包覆> BSA以配位作用包覆> BSA以共价作用包覆。细胞毒性实验结果与上述结果吻合,BSA与CdTe QDs以共价作用相结合时毒性最小,无 BSA包覆的量子点的毒性最大,可能是因为量子点进入细胞后,释放出的重金属Cd2+主要分布在细胞器(如内质网)中,阻止了RNA和微管蛋白等的合成,导致细胞周期的阻滞,引起细胞毒性,最终导致细胞凋亡。而BSA包覆后的量子点可以减少 Cd2+的释放,减小了细胞的毒性。上述研究结果为合成高生物相容性的量子点、最大限度降低量子点毒性、为生物医学方面的应用提供了一定的理论依据。
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