纳米功能材料之可控制备、表面修饰及荧光标记和细胞毒性研究

《纳米功能材料之可控制备、表面修饰及荧光标记和细胞毒性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、纳米功能材料之可控制备、表面修饰及荧光标记和细胞毒性研究第一章纳米功能材料的研究进展及面临的挑战1.1引言1959年，美国物理学家RichardFeynman在物理年会上首次提出了smallscale概念，使得微小尺度成为科学研究的一个新的尺度领域，开创了人类认识纳米世界的先河。1962年，曰本科学家Kubo将金属超微颗粒费米面附近电子能级状态和大块材料费米面附近电子能级状态进行了对比，发现金属颗粒达到纳米级别时，由于量子尺寸效应的存在，大块金属的准连续能级产生离散现象。这一理论的提出，加快了科

2、研人员对半导体材料的认识。1983年，以P.K.Jain和R.C.Lind对CdSi_xSex半导体微晶掺杂的光学玻璃的研宄为契机，科研工对半导体量子点的量子尺寸效应理论有了深刻的认识。1990年，ffiM公司阿尔马登研究中心的科学家成功地对单个原子进行了重排，使得日本科学家NorioTaniguchi在1974年提出的纳米技术的构想变成了现实，纳米技术取得了关键性的突破。在过去的几十年里，随着纳米材料制备技术的发展，科研人员已经合成出大量的无机半导体、金属材料纳米粒子，并且对其量子尺寸效应和表

3、面效应有了深刻的认识，取得了令人瞩目的进展。这些成果为纳米功能材料在不同领域的广泛应用奠定了坚实的基础。量子点（quantumdots,QDs)纳米功能材料在生物标记和生物成像方面具有独特的优势。与传统的有机染料及焚光蛋白等突光标记物相比，量子点具有发光颜色可调，激发范围宽，发射光谱窄，化学及光稳定性好，表面化学丰富以及生物偶联技术成熟等诸多优势，为生命体系的祀向示踪，高灵敏、原位、实时、动态焚光成像，DNA及蛋白质检测，靴向药物等研究提供了新的发展契机，是纳米技术与生物医学领域广泛关注的研究热

4、点之一。.1.2量子点的结构特征及其在生物医学领域的应用量子点也被称为纳米晶体（nanocrystals)，是三维尺度限域的零维纳米材料⑴。狭义的量子点是由n-VI族（如CdSe)，III-V族（如InP)或IV-VI(如PbSe)元素组成的半导体荧光纳米晶。广义的量子点还包括IV-VI族、V-VI族元素组成的纳米晶，以及金簇、银簇、桂点、碳点、核壳型、复合型焚光纳米颗粒等[2_5]。量子点的尺寸效应和表面/界面效应使其在光、热、磁等方面表现出与体相材料不同的性质。Alivisatos[i%果题

5、组和Nie课题组[11]开展了量子点作为荧光标记物的开创性工作。1998年，Bruchez等以CdSe/ZnSQDs为焚光标记物，对小鼠的3T3纤维原细胞进行双色标记。在单光源激发下，人们可以清晰地观察到红色胞衆肌动蛋白和绿色细胞核的结构，与传统的有机荧光染料相比，QDs焚光强度随照射时间变化很小（如图1.2)。这一结果展示了QDs独特的焚光特性，开创了以QDs为标记物进行细胞成像的先河，引起了科研人员的广泛关注。作为新型荧光标记材料，量子点的独特的光学性能主要表现在以下几个方面：（1)劳光发生

6、波长可调，具有组分和粒径尺寸的依赖性[12_14]。..第二章高分子材料包覆的水溶性CdSeZnS量子点的合成、表征及焚光性能研究2.1引言20世纪80年代Bms⑴提出了量子限域效应概念，引发了科研工对无机半导体纳米晶的极大兴趣。在种类繁多的无机半导体纳米晶中，由于CdSe量子点的发光基本覆盖了整个可见光范围，便于人们的观察，因此CdSe量子点的研宄受到了广泛的关注。目前，CdSe量子点作为焚光标记材料，己经广泛应用于分析检测、生物芯片和细胞成像等领域的研究。合成CdSe量子点的方法有很多种，主

7、要有有机金属前驱体方法[24]，改进的有机金属方法单分子前驱体方法微波辖射方法[13，14]等。1993年，Ba,晶格分辨率0.14nm,最小束斑直径为0.5rnn，灯丝为LaBe)对上述各实验所得产物的形貌和尺寸进行分析。测试样品制备：将少量样品粉末加入无水乙醇中超声分散，然后滴到碳膜附着的铜网上。采用RF-5301PC型焚光光谱仪（激发波长为350nm，狭缝宽为Ex：3;Em：3)对上述实验所得产物的劳光发光性质进行分析。采用美国NicoletInstrumentCorporation公司生

8、产的Nexus670型红外光谱仪对样品进行测试，测试样品制备：将样品分别滴于压好的KBr片上，进行行红外光谱分析测试。采用瑞士Bmker公司生产的AVANcellBOO核磁共振仪对油胺修饰的聚丙稀酸高分子的结构进行分析，质子共振频率为500Hz，核磁强度11.7特斯拉，磁场漂移<7.5Hz/小时。镉前驱体的制备：0.2568g氧化镉（CdO)粉末，1.6928g的油酸（OA),18.2mL的十八稀（ODE)混合，放在50mL的三口瓶中，排气30min,N2保护下加热到240°C,保