生物荧光标记物的新型材料——过渡金属离子掺杂的ZnS、ZnSe量子点

目前研究最成熟的是CdSe量子点,然而由于其包含有毒的重金属Cd离子使其在未来的生物、医学、药学等应用中存在着隐患,因此开发新的无镉量子点作为基质材料用于生物荧光标识成为当务之急．本文在介绍量子点作为荧光生物标记物研究进展的同时,重点阐述了过渡金属离子掺杂的ZnS、ZnSe量子点相对于非掺杂的含重金属的量子点的本质优越性,以及作为一种新型的生物荧光标记物的研究意义和进展,相信其将会在未来的生物医学领域大有作为．     

量子点/硅质体编码纳米载体的制备

采用薄膜水化法制备了包覆绿色油溶量子点和红色水溶量子点的硅质体,红色量子点包覆于硅质体内腔中,绿色量子点包覆于类磷脂双层中.研究不同种类磷脂掺杂对硅质体结构的影响,采用预编码和后编码2种方式构建量子点/硅质体编码纳米载体.实验结果表明:利用硅质体包覆量子点可保持优良的光学性能,提高抗环境干扰能力,增加生物相容性;制备的掺杂25%DSPE的双色量子点/硅质体纳米荧光载体,粒径为100~150 nm,可实现其表面的生物偶联或化学修饰;采用绿色与红色荧光强度比2∶1,1∶1,1∶2的组合方式,制备分别出3种编码量子点/硅质体,为细胞内荧光成像及生物分子检测提供基础.     

量子点作为化学荧光探针的应用

近年来,由量子点作为标记物的荧光分析法引起了国内外研究者的广泛关注,特别是量子点在生命科学的应用已成为人们研究的热点.但将量子点荧光探针用于离子和小分子化合物的测定研究还处于起步的阶段.本文就量子点的光学特性、制备方法及其在化学分析方面的研究进展和应用前景作简要综述.     

Mn^2＋和Ce^3＋共掺杂的CdS量子点制备及其光谱研究

采用低温水热技术,以硫脲为稳定剂,在90℃的水相中合成了发蓝色荧光的Mn^2＋和Ce^3＋共掺杂的CdS体量子点。用透射电子显微镜对该量子点形貌进行了表征,其直径约为10 nm的球形颗粒。研究了该量子点的紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱以及荧光光谱随时间的变化。结果表明,Mn^2＋和Ce^3＋共掺杂使CdS量子点的发光强度提高10倍;该量子点具有较好的发光稳定性。     

新型N,S共掺杂碳量子点的制备及其性能

通过水热反应法,以苹果酸、乙二胺(N源体)和L-半胱氨酸(S源体)为碳源,制备了N和S共掺杂的荧光碳量子点,对该碳量子点的形貌、结构、组成和光学性能进行了试验,试验选择150℃作为反应体系温度,pH值调整为8.0,反应时间为24 h.研究结果表明:制备的新型N,S共掺杂碳量子点粒径分布均匀,水溶性好;通过X射线电子能谱,发现新型N,S共掺杂碳量子点主要由C,N,O和S构成,N和S分别以氨基和磺酸基团的形式存在于碳量子点的表面;新型N,S-CDots的荧光量子产率达到了23.84%,表明其具有较好的荧光性能.     

氧掺杂碳量子点的水热合成及其光催化制氢研究

碳量子点光催化剂因其良好的生物相容性和水溶性引起广泛关注，然而其较窄的可见光吸收范围限制了催化效率的提高。本文以葡萄糖为前驱体通过水热法合成了氧掺杂的碳量子点光催化剂。X射线光电子能谱表征证明碳量子点结构中氧掺杂含量为34.9%。紫外可见吸收光谱和稳态荧光光谱确定氧掺杂能诱导中间带隙的产生进而增强了碳量子点在可见光和红光区域的光吸收。Mott-Schottky曲线结合紫外可见光吸收谱确定该碳量子点的能带结构满足产氢反应的热力学需求。研究结果表明：在甲酸牺牲剂存在下，该碳量子点在可见光和红光照射下均具备良好的光催化制氢性能。此外，以棉花和蔗糖为前驱体通过水热法也合成了氧掺杂碳量子点光催化剂，且它们在可见光和红光照射下均能实现高效光催化制氢。     

L-半胱氨酸修饰的水溶性掺杂型CdZnTe量子点的水热法制备和表征

通过水热法,以Zn离子作为掺杂材料,L-半胱氨酸为稳定剂,制备出了水溶性的掺杂型CdZnTe量子点.应用高温高压的水热合成法,有效地减少了量子点表面的缺陷,过渡金属Zn的掺杂有效降低了CdTe量子点的毒性,结果表明:制备出的CdZnTe量子点含有高比例掺杂剂,性质稳定、单分散性好、量子产率高,具有良好的生物相容性,可广泛应用于生化检测和生物医学研究.     

水溶型CdSe量子点的制备及与Schiff碱的相互作用

以绿色无毒、生物相容性好的羧甲基纤维素钠为稳定剂,通过简单过程成功地在水相中制备了CdSe量子点（QDs）．用TEM、XRD、XPS表征的结果表明：所制备的CdSe量子点近似于单分散,平均粒径为2．1nm．UV—Vis和荧光（PL）光谱表明：控制反应物se前躯体的量可有效调控量子点粒径,实现量子点在480—560nm荧光可调,且量子点具有窄且对称的荧光光谱．量子点与Schiff碱相互作用表明：Schiff碱在一定范围内能有效增强量子点荧光,过量的Schiff碱却能淬灭量子点的荧光．     

半导体发光Ag_2S量子点合成及应用

近年来窄带隙溶胶半导体纳米晶引起人们极大关注,该类纳米晶在光学、电学、生物医疗、材料科学等其他领域有着非常重要的应用.大量研究证实了Ag_2S量子点具有许多优异性能,比如:近红外荧光发射、低毒性、荧光量子效率高、稳定性好、成本低和合成设备简单.与传统的量子点(含有重金属Cd,Hg,Pb元素)相比,近红外发光的Ag_2S量子点避免了重金属离子本身固有的毒性,并且因其具有低毒性被用在生物医疗中.在本文中详细讨论了半导体发光Ag_2S量子点的性质、晶体结构和合成方法,并对Ag_2S量子点的生物相容性评价方法以及在生命科学领域的应用进行了阐述.     

过氧化氢辅助合成硫量子点用于高灵敏检测汞离子

目的 随着重金属检测标准的不断提高,开发新型传感材料引起研究者广泛关注.为此,本文建立一种新型的硫量子点作为本征荧光传感器用于重金属检测.方法 以升华硫为硫源,聚乙二醇为钝化剂在碱性条件下制备硫量子点,并将硫量子点用于 Hg2+的检测.结果 通过条件优化,制备的硫量子点具有优异的水溶性、稳定性及荧光特性,荧光量子产率可达21 .8%.硫量子点对 Hg2+具有宽的检测范围,检测限可低至0 .628 μg/L .基于硫量子点的荧光传感器对 Hg2+ 实现了可靠、快速、灵敏及选择性检测,并将其应用于实际样品中 Hg2+的检测.结论 基于硫量子点的本征荧光传感器可用于Hg2+的检测,为扩展硫量子点在环境监测、疾病诊断、细胞成像、发光二极管等领域提供了重要参考.     

量子点作为生物荧光探针的应用研究

量子点作为一种能发射荧光的半导体纳米微晶体,具有独特的光学性质。这决定了它在生物研究中有广阔的诱人的前景:如替代传统的生物荧光探针,具有荧光光谱较窄、量子产率高、不易漂白等优点;进一步讨论了量子点的电泳和微流控芯片的生物应用及其前景。     

量子点在定量分析中的应用研究综述

量子点因其独特而优良的可见区荧光性质已在生物和医学的研究及应用方面取得了很大进展.近年来,量子点的应用已扩展至重金属离子、无机有机分子及药物的定量分析方面.分析和综述了量子点在上述3方面的生物连接方法及定量分析方面的应用,预测了未来发展的方向.     

量子点在小鼠体内的生物学分布

对CdTe量子点在小鼠体内的生物学分布进行了研究. 实验表明, 量子点在小鼠体内通过血液循环系统运输到肝脏和脾脏, 24 h之内在这两种脏器中能够观察到量子点的存在, 同时有红移现象发生, 随着时间的延长, 量子点在这两大脏器中的量越来越少, 直到消失. 用量子点作为标记物研究纳米粒子在生物体内的运输、 分布和代谢具有操作简便、 安全、 结果直观等特点.     

生物质碳量子点的合成及其性能研究

由于碳量子点(CQDs)在生物成像、标记以及检测等领域有着良好的发展前景,为此,开展对碳量子点的基础研究成为近年的研究热点。本实验以高温碳化的胡萝卜为碳源合成出水溶性的碳量子点,采用荧光分光光度计检测了CQDs对不同浓度重金属离子的荧光传感,探讨了溶液pH值对胡萝卜生物质碳合成的CQDs荧光性能的影响。实验结果表明,CQDs对不同浓度的重金属离子以及不同溶液pH值的荧光传感响应不同,其中对低浓度的Fe3+以及pH值为碱性时具有较好的荧光传感性能。     

双掺杂核壳结构ZnS：Mn@ZnS：Cu量子点的水热法合成及其光致发光性能

以巯基丙酸为稳定剂,水热法合成了分别用Mn和Cu双掺杂、核壳结构的新型量子点( ZnS：Mn@ZnS：Cu)。工作中,分别考察了原料配比、反应温度、反应时间、pH值、核壳比例和掺杂量对 ZnS：Mn@ZnS：Cu光致发光性能的影响,用扫描隧道显微镜、X射线粉末衍射等手段表征了ZnS：Mn@ZnS：Cu的形貌与结构,用荧光等光谱方法研究了其性能。结果表明,ZnS：Mn@ZnS：Cu量子点性能稳定,其荧光、磷光和热稳定性等性能明显优于单掺杂的ZnS：Mn量子点。     

胶体绿色量子点材料研究进展

绿色量子点材料是指不含镉、铅等有毒材料的新型绿色环保的材料,具有色彩明亮、发光纯度高、可精确调节发光颜色、低能耗等优异特性,是未来替代LCD的新型显示材料之一.近年来,科研人员开展了多方面的绿色量子点显示材料的研究,研发完成了以硅、磷、碳基为主的且不含镉、铅等无毒量子点材料的制备,同时结合稀土掺杂、离子掺杂以及有机与无机复合的方法,进一步提升了绿色量子点材料的光学特性,获得了可以实现高清显示的绿色量子点关键基础材料.文中重点介绍了胶体绿色量子点材料的种类、光电性能、生物相容性和应用场景的研究进展,并展望了胶体绿色量子点材料的未来发展趋势.     

不同溶剂中制备单分散量子点

选用比较缓和反应条件,用无毒、价廉、稳定性好的无机化合物作为反应前驱体制备半导体量子点材料．通过选择不同的反应溶剂,可以得到粒径大小不同从而发光波长可“调谐”的一系列CdSe量子点材料．用紫外吸收光谱（UV—Vis）,荧光发射光谱（PL）跟踪了反应的过程,用X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）对得到的量子点材料的结构进行了表征．对量子点材料在有机溶剂和水溶液中的转相进行了研究,为量子点与生物分子的连接,进而在生物标记方面的应用提供材料基础．该方法是对传统高温条件下有机金属化合物前驱体分解制备方法的补充,是一种环境友好的半导体量子点材料的制备方法．     

量子点的量子效应及其在荧光标记中的应用

近年来,纳米技术已经成为人们广泛关注的前沿领域之一,引起国际上的普遍重视。量子点（QDs）又称半导体纳米微晶体,是一种由Ⅱ～Ⅵ族或Ⅲ～Ⅴ族元素组成的约2nm～20nm的纳米晶粒,具有独特的发光特性,可作为新型的荧光探针用于多种标记物的同时检测,极大地促进了荧光标记在生物医学中的应用。本文概述了这种量子点的量子特性以及其在荧光标记方面所具有的重要应用价值。     

聚合物微珠与量子点复合物的制备及性能

在有机体系中通过软化学方法制备出荧光量子点,该方法简单、新颖,且原料成本低;利用种子乳液聚合法合成了粒径为60～70nm的具有特殊功能团的聚合物微珠,该微珠具有水溶性,具备一些与生物分子偶联的基团,相对μm级的聚合物微球有很大优势;通过物理溶胀的方法将量子点嵌入带有特殊功能团的聚合物微珠,为制备量子点与生物分子连接中的荧光探针奠定基础．通过紫外吸收光谱（UV—Vis）、荧光发射光谱（PL）、透射电子显微镜（TEM）、红外光谱（FTIR）、激光扫描共聚焦显微镜（CLSM）、电导滴定等手段对制备的样品进行了表征．实验结果表明,成功地将荧光量子点嵌入聚合物微珠,打破了只有水相合成的量子点才能与生物分子相连的限制．     

红色荧光碳点:合成、性质与应用

近年来,碳点作为一类新型的光致发光纳米材料正在迅速发展.众所周知,碳点的合成方法简单,且具有良好的水溶性、高稳定性、低毒性等特性,在某些方面甚至优于传统的半导体量子点,特别是红色荧光的碳点以其优异的光学特性引起了广泛关注.该综述总结了最近几年来有关红色荧光的碳点的研究成果,讨论当下面临的问题并提出对未来的展望.我们希望通过探讨光致发光机理,设计使用特定的前体、合成方法、异原子掺杂和表面处理等使碳点发出特殊的红光并应用于生物成像、光电学、传感等领域.