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水溶性CdTe/CdS近红外量子点的制备及其生物成像应用

作　者: 陈丽娜
导　师: 韩鹤友
学　校: 华中农业大学
专　业: 应用化学
关键词: 近红外CdTe/CdS QDs 水相癌症叶酸介导细胞成像肿瘤小鼠活体成像
分类号: TQ421.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

发射波长在近红外区650-900nm的量子点(QDs)由于其波长可穿透深层组织、减小组织自荧光干扰,在生物成像方面应用非常诱人。尽管在有机相和水相中已经开发出很多策略,但高质量的近红外量子点的合成还存在很多弊端：(1)高温有机相合成的量子点不溶于水,因此必须采用亲水性配体进行相转移,此过程多步操作,甚是繁琐,此外有机反应涉及试剂毒性大、价格昂贵；(2)大多数水相合成为多步法,由于前体极易氧化,其制备过程很难控制。因此,我们的目标是建立一种便捷的高质量近红外量子点的水相合成方法,并用于高灵敏生物成像。主要内容和结果如下：1.基于晶格错配应力原理建立了一种简单的一步水相合成高荧光、小粒径近红外CdTe/CdS量子点合成方法。通过紫外-可见吸收和荧光发射光谱、X射线光电子能谱、X射线粉末衍射高分辨透射电子显微镜等对合成产物的光学性质、尺寸、形貌和晶体结构进行了表征。2.检测QD700(荧光发射峰在700nm处的量子点)光稳定性和细胞毒性,以此来鉴定量子点的生物相容性。叶酸与QD700偶联制得QD-FA复合物,并用于人宫颈癌细胞靶向标记细胞成像。3.通过活体急性毒性和组织毒性分析对QD-FA活体毒理学进行研究,并借助活体成像系统观测了QD-FA靶向标记叶酸过度表达的人肝癌肿瘤小鼠模型过程。此QD-FA探针可以高效标记小鼠肿瘤部位并发射高强荧光,表明此探针具有非常高的靶向特异性和优异的生物相容性。总之,本文建立了一种便捷水相合成高荧光、小粒径近红外量子点的合成方法。此量子点探针在体外和活体标记中具有很高的灵敏度。本次成果为首次采用水相合成近红外量子点用于活体靶向标记。此性能优异的量子点可用作下一代近红外成像探针,并对癌症诊断的发展产生深远影响。

全文目录

摘要  8-9
ABSTRACT  9-11
简略词表  11-12
第一章绪论  12-29
  1 前言  12-13
  2 量子点简介  13-16
  3 近红外量子点的制备  16-21
    3.1 Ⅲ-Ⅴ近红外量子点(QDs)  18-19
    3.2 Ⅳ-Ⅵ近红外量子点(QDs)  19
    3.3 Ⅱ-Ⅵ近红外量子点(QDs)  19-20
    3.4 核壳型和掺杂型近红外量子点(QDs)  20-21
  4 近红外量子点的功能化修饰  21-24
    4.1 量子点直接表面修饰  22-23
      4.1.1 亲水性修饰  22
      4.1.2 疏水作用  22-23
      4.1.3 聚合物包裹  23
    4.2 量子点表面生物分子修饰  23-24
      4.2.1 共价作用  23
      4.2.2 间接硫醇键合和金属配位作用  23
      4.2.3 静电作用  23-24
  5 近红外量子点应用  24-28
    5.1 近红外量子点在生物分析中的应用  24-27
      5.1.1 体外细胞成像  24
      5.1.2 活体和组织成像  24-27
    5.2 近红外量子点在化学分析中的应用  27-28
  6 论文设计思想  28-29
第二章高荧光、小粒径近红外CdTe/CdS量子点的合成  29-40
  1 前言  29-30
  2 材料与主要仪器  30-31
    2.1 材料  30
    2.2 主要仪器  30-31
  3 实验方法  31-33
    3.1 CdTe/CdS量子点的制备  31
      3.1.1 Cd溶液的配制  31
      3.1.2 Te溶液的配制  31
      3.1.3 CdTe/CdS量子点的合成  31
      3.1.4 CdTe/CdS量子点的提纯  31
    3.2 CdTe/CdS量子点的表征  31-33
      3.2.1 紫外-可见吸收光谱测量  31-32
      3.2.2 荧光光谱测量  32
      3.2.3 量子产率的测量  32
      3.2.5 荧光寿命  32
      3.2.6 透射(TEM)及高分辨率透射电子(HRTEM)显微图像  32
      3.2.7 X射线晶体粉末衍射分析(XRD)  32
      3.2.8 X射线光电子能谱分析(XPS)  32
      3.2.9 X射线能谱分析(EDS)  32-33
  4 结果与分析  33-39
    4.1 CdTe/CdS量子点的光学性能表征  33-35
    4.2 CdTe/CdS量子点的结构和形貌分析  35-38
    4.3 量子点生成机理探讨  38-39
  5 本章小结  39-40
第三章叶酸修饰的近红外量子点探针在宫颈癌细胞成像中的研究  40-52
  1 前言  40-41
  2 材料与主要仪器  41-42
    2.1 材料  41-42
    2.2 主要仪器  42
  3 实验方法  42-46
    3.1 细胞培养  42-43
      3.1.1 细胞培养基DMEM溶液的配置  42
      3.1.2 小牛血清的灭活  42-43
      3.1.3 胰酶的配置  43
      3.1.4 细胞的复苏  43
      3.1.5 细胞的传代培养  43
      3.1.6 细胞的冻存  43
    3.2 QD700光稳定性和细胞毒性  43-45
      3.2.1 QD700的抗光漂白性能分析  44
      3.2.2 MTT法测QD700细胞毒性实验  44-45
    3.3 制备叶酸修饰的CdTe/CdS量子点(QD-FA)  45
    3.4 体外细胞试验  45-46
  4 结果与分析  46-51
    4.1 QD700稳定性和细胞毒性分析  46-47
    4.2 QD-FA性能表征  47-48
    4.3 激光共聚焦成像和流式细胞(FCM)分析  48-51
  5 小结  51-52
第四章叶酸修饰的近红外量子点探针在小鼠活体成像实验中的研究  52-59
  1 前言  52-53
  2 材料与主要仪器  53
    2.1 材料  53
    2.2 主要仪器  53
  3 实验方法  53-55
    3.1 急性毒性实验  53-54
    3.2 组织毒性分析实验  54
    3.3 实验动物和模型制作  54
    3.4 活体成像  54-55
  4 结果与分析  55-58
  5 小结  58-59
全文总结  59-60
参考文献  60-69
致谢  69-70
附录  70

水溶性CdTe/CdS近红外量子点的制备及其生物成像应用

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