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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
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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。
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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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