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水溶性量子点与纳米金相互作用的光谱研究

作 者: 蔡涯文
导 师: 韩鹤友
学 校: 华中农业大学
专 业: 农药学
关键词: 量子点 纳米金 相互作用 紫外光谱 荧光光谱 化学发光
分类号: O471.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
下 载: 95次
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内容摘要


量子点(quantum dots,QDs)是一种三维受限、近似球状的无机半导体纳米晶体,其优越的光学性质受到生物医学领域研究者的青睐。纳米金是应用极其广泛的生物标记材料,其具有制备简单、化学性质稳定、易于标记、可实现重复标记且对生物细胞无毒性等优点。本文利用光谱学方法研究水溶性量子点与纳米金的相互作用。1.通过紫外-可见吸收光谱手段对CdSe量子点与纳米金的相互作用进行研究。合成了粒径约2 nm的水溶性CdSe量子点,以及制备16 nm、19 nm和25 nm的纳米金溶胶。分别考察了反应时间、缓冲溶液的浓度、pH值、纳米金的粒径以及CdSe量子点与纳米金的浓度摩尔比等条件对相互作用的影响。结果表明:量子点与纳米金相互作用消除了纳米粒子在近紫外区的光吸收,增加在近红外区的吸收光强。在pH 7.0的磷酸盐缓冲溶液(0.02 mol/L)中,CdSe量子点与纳米金相互作用的最佳摩尔比是3100:1。2.用紫外-可见吸收光谱法和荧光光谱法对三种粒径CdTe量子点与纳米金的相互作用进行研究。在水相中合成三种粒径分别为1.94 nm,2.81 nm,3.24 nm的CdTe量子点和制备16 nm的纳米金溶胶。考察了纳米金对三种不同粒径CdTe量子点的荧光猝灭作用,通过Stern-Volmer,Lineweaver-Burk和Scatchard方程对荧光猝灭曲线进行分析校正,并用F(?)ster非辐射能量转移理论对猝灭过程进行分析,求得CdTe量子点与纳米金的结合常数、结合位点以及结合距离。结果表明,纳米金对CdTe量子点的荧光猝灭是一种静态自发的过程,猝灭效率随着量子点粒径的增加而增大。此荧光猝灭过程符合荧光共振能量转移机制。3.建立了CdTe量子点-K3[Fe(CN)6]化学发光新体系。研究纳米金对该化学发光体系的抑制作用,基于此对金标抗体进行检测。并探讨了CdTe量子点-K3[Fe(CN)6]的化学发光机理。通过考察纳米金对CdTe量子化学发光体系的作用原因,进一步研究了CdTe量子与纳米金的相互作用。

全文目录


摘要  7-8
ABSTRACT  8-9
缩略词表  9-10
第一章 绪论  10-23
  1 纳米材料的性质及其研究进展  10-12
    1.1 纳米材料的基本性质  10-11
      1.1.1 体积效应  10
      1.1.2 表面效应  10
      1.1.3 量子尺寸效应  10-11
      1.1.4 宏观量子隧道效应  11
    1.2 纳米材料的光学性质  11-12
  2 量子点的研究进展  12-17
    2.1 量子点的概况  12-13
    2.2 量子点的光学性质  13-14
    2.3 量子点在生物分析中的应用  14-16
    2.4 量子点的其他应用  16
    2.5 量子点的生物安全性研究  16-17
  3 纳米金的研究进展  17-19
    3.1 纳米金的概况  17-18
    3.2 纳米金的应用  18-19
  4 量子点与纳米金的相互作用研究  19-21
    4.1 量子点的表面修饰  19-20
    4.2 量子点与纳米金的相互作用研究  20-21
  5 本课题的设计思想及意义  21-23
第二章 CdSe量子点与纳米金相互作用的紫外-可见吸收光谱研究  23-34
  1 前言  23-24
  2 材料和方法  24-25
    2.1 试剂  24
    2.2 主要仪器  24
    2.3 实验方法  24-25
      2.3.1 CdSe量子点的制备  24-25
      2.3.2 纳米金的制备  25
      2.3.3 CdSe量子点与纳米金相互作用  25
  3 结果与分析  25-33
    3.1 两种纳米粒子的TEM表征  25-26
    3.2 纳米金粒径对相互作用的影响  26-28
    3.3 时间对相互作用的影响  28
    3.4 缓冲溶液酸度对相互作用的影响  28-30
    3.5 PBS缓冲液浓度对相互作用的影响  30-31
    3.6 CdSe量子点浓度对相互作用的影响  31-32
    3.7 纳米金与CdSe量子点相互作用后的TEM图  32-33
    3.8 相互作用机理的探讨  33
  4 讨论  33-34
第三章 CdTe量子点与纳米金的相互作用研究  34-48
  1 前言  34-35
  2 材料和方法  35-37
    2.1 试剂  35
    2.2 主要仪器  35-36
    2.3 实验方法  36-37
      2.3.1 CdTe量子点的制备  36-37
      2.3.2 纳米金的合成  37
      2.3.3 CdTe量子点与纳米金相互作用  37
  3 结果与分析  37-47
    3.1 两种纳米粒子的表征  37-38
    3.2 两种纳米粒子相互作用前后的紫外-可见吸收光谱  38-40
    3.3 相互作用时间对荧光强度的影响  40-41
    3.4 纳米金对不同粒径量子点的荧光猝灭光谱  41-42
    3.5 荧光猝灭作用的Stern-Volmer分析  42-43
    3.6 量子点与纳米金的结合常数和结合位点数  43-44
    3.7 量子点与纳米金的结合距离  44-46
    3.8 纳米金对CdTe量子点荧光猝灭机理的探讨  46-47
  4 讨论  47-48
第四章 纳米金对CdTe量子点-K_3[Fe(CN)_6]化学发光体系的影响及其应用  48-60
  1 前言  48-49
  2 材料和方法  49-50
    2.1 试剂  49
    2.2 主要仪器  49-50
    2.3 实验方法  50
      2.3.1 化学发光实验  50
      2.3.2 金标兔抗猪抗体的制备  50
  3 结果与讨论  50-59
    3.1 纳米金标记兔抗猪IgG前后的紫外-可见吸收光谱  50-51
    3.2 氧化剂及其浓度对CdTe量子点化学发光的影响  51-53
    3.3 NaOH浓度的影响  53
    3.4 CdTe量子点浓度的影响  53-54
    3.5 纳米金浓度对CdTe量子点-K_3[Fe(CN)_6]化学发光体系的影响  54-55
    3.6 纳米金中共存物对CdTe量子点-K_3[Fe(CN)_6]的影响  55-56
    3.7 CdTe量子点-K_3[Fe(CN)_6]化学发光体系对纳米金-IgG的检测  56-58
    3.8 CdTe量子点化学发光反应机理的探讨  58-59
  4 讨论  59-60
全文总结  60-61
参考文献  61-69
致谢  69-70
附录  70

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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 半导体物理学 > 半导体理论 > 半导体量子理论
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