具有室溫磷光摻雜型ZnS量子點的制備及應用研究.pdf

1、量子點（Quantum Dots，QDs）是尺寸在1～100 nm之間的納米顆粒，量子點以其優(yōu)越的光學特性和表面可修飾性在生化分析及醫(yī)學研究等領域引起廣泛地關注。目前應用量子點熒光技術已經(jīng)取得突破性進展，量子點熒光性能已成功運用于化學分析、生物醫(yī)藥及電子顯像技術。量子點擁有優(yōu)良的室溫磷光（Room-temperature phosphorescence，RTP）性能。量子點RTP壽命長，發(fā)射峰和吸收峰區(qū)分度大。在RTP的實際應用當中，可

2、以減小自發(fā)熒光和散射光的干擾，檢測靈敏度高；量子點磷光不需要低溫、除氧和誘導發(fā)光處理，操作簡便。因此，如何有效利用量子點的室溫磷光性質(zhì)，建立高效靈敏的分析/傳感方法，具有一定的理論和現(xiàn)實意義。然而，量子點這種優(yōu)良RTP性能卻尚未得到有效地開發(fā)。本文應用巰基小分子和生物酶作穩(wěn)定劑和修飾劑，合成了對銪離子（Eu3+）和錳離子（Mn2+）摻雜ZnS量子點。采用直接猝滅法和光誘導電子轉(zhuǎn)移（Photo-induced Electron Trans

3、fer，PIET）分子開關，構(gòu)建了幾種基于量子點RTP性質(zhì)的檢測體系，實現(xiàn)了對藥物鹽酸普萘洛爾和華法林鈉、DNA及尿素靈敏檢測。應用現(xiàn)有的理論知識和檢測技術，對目標分析物與量子點發(fā)光性能產(chǎn)生影響的機理進行了初步的探討?；诹孔狱c優(yōu)良的RTP性能和本論文實驗現(xiàn)象，我們認為摻雜量子點RTP性質(zhì)在分析檢測領域具有廣闊的應用前景。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在水相中合成了L-半胱氨酸（L-cysteine，L-cys）包覆的Eu3+摻雜Z

4、nS量子點。應用鹽酸普萘洛爾（Propranolol hydrochloride，PRO）對其的RTP猝滅作用，建立了RTP猝滅法檢測體液中PRO的方法。PRO可以靈敏地猝滅量子點的RTP強度。該方法能夠有效地避免背景熒光和散射光的干擾。該方法可以避免其它金屬離子和生物分子的干擾。實驗測定PRO的線性范圍（Linear range）為5～600 ng·mL-1，檢出限（limit of detection，LOD）為0.1 ng·mL-

5、1，不含PRO和含10ng·mL-1PRO體系的RTP強度差值的相對標準偏差（Relative standard deviation，RSD）為1.1％。與其他的分析技術相比，此RTP猝滅法方法從檢測限、線性范圍和相對標準偏差等方面都展現(xiàn)出更優(yōu)良的分析性能，表明該方法可以應用于實際樣品中PRO的測定。應用量子點的RTP性質(zhì)在生化分析領域具有良好的應用前景。⑵基于華法林鈉（Warfarin sodium）與對Mn摻雜ZnS量子點的猝滅作用

6、。發(fā)展了一種室溫磷光猝滅法并應用于生物體液中華法林鈉的選擇性檢測。在最佳檢測條件下，該方法對華法林鈉檢測的線性范圍為2.9-15.1μM，LOD為0.16μM，RSD為2.4%。該RTP探針對華法林鈉有很好的選擇性，并成功應用于生物體液中華法林鈉的檢測，加標回收率在95～102%之間。⑶基于溴化乙錠（Ethidium bromide，EB）與DNA具有高度親合的能力。同時EB可以猝滅巰基丙酸（Mercaptopropionic acid

7、，MPA）包覆量子點的磷光。基于上述現(xiàn)象，我們發(fā)展了一種RTP增強型探針并應用于生物體液中DNA的高選擇性檢測。EB能夠通過靜電吸附于MPA包覆量子點的表面，自組裝形成納米復合物，通過光誘導電子轉(zhuǎn)移（Photo-induced electron transfer，PIET）導致量子點RTP猝滅。加入DNA后，EB與DNA的高親和性將EB從量子點表面解離，阻斷了EB與量子點之間發(fā)生的PIET，從而實現(xiàn)量子點RTP的恢復。據(jù)此，我們建立起一

8、種基于EB介導的量子點RTP增強法檢測生物體液中DNA的傳感體系。在最佳檢測條件下，該方法對DNA檢測的線性范圍為1.6～2800ng·mL-1，LOD為0.9ng·mL-1。該RTP探針對DNA有很好的選擇性，并成功應用于生物體液中DNA的檢測，加標回收率在96～105%之間。⑷合成了MPA包覆的ZnS量子點。實驗發(fā)現(xiàn)MPA包覆量子點的RTP強度隨pH的升高而增強。脲酶（Urease）在分解尿素（Urea）的過程中產(chǎn)生了OH-，OH-