【摘要】：量子點(QuantunQDs),作為一種半導體納米材料,由于尺寸大小的特殊性,導致其具有一些特殊的表面性質(zhì)以及優(yōu)越的光物理性質(zhì),如激發(fā)光譜較寬、發(fā)射光譜較窄、粒徑寬可調(diào)、熒光發(fā)射強度高以及熒光穩(wěn)定性強等,使得量子點被廣泛地研究和應用。量子點材料在生物標記、醫(yī)藥化學、非線性光學、功能材料以及催化學等科學研究領(lǐng)域表現(xiàn)出良好的應用前景。然而,隨著量子點的廣泛應用,人們在生產(chǎn)和生活中暴露的機會和幾率也會增加,因此對量子點潛在的生理毒性進行評價,對人類的健康變得越來越重要。針對目前研究較多的水相中合成的表面修飾的CdTe量子點存在的量子點粒徑分布范圍較廣、部分團聚、表面修飾較為單一且粗糙、量子點包覆不夠嚴密、穩(wěn)定性不好、細胞毒性較大、缺少其與血液中的蛋白相互作用的研究等問題的一些問題,我們先是研究了水相中MPA修飾的CdTe量子點與血液中廣泛存在而重要的物質(zhì)血紅蛋白的相互作用研究,以對已有的研究做補充。另外,我們采用在高倍透射顯微鏡下依然粒徑非常均勻,且分散性良好的、無毒的且具有很高的能帶寬的ZnS殼層,且表面包覆嚴密穩(wěn)定MPA-CdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)的量子點,從分子水平和細胞水平上分別研究鎘系量子點的毒性效應。主要研究的內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)利用“一鍋法”合成了 MPA-CdTe量子點,并對其進行提純,于真空下干燥得到量子點固體,并利用紅外光譜、熒光發(fā)射光譜、紫外-可見光吸收光譜、動態(tài)光散射納米粒度測定以及高倍透射顯微鏡等技術(shù)手段對其進行表征,確定其合成情況以及測定其濃度,一系列的實驗結(jié)果表明MPA-CdTe量子點合成效果良好,并用于后續(xù)的與血紅蛋白作用研究的實驗中。(2)利用等溫滴定量熱法和多種光譜學手段在模擬生理的條件下研究了MPA-CdTe QDs對血紅蛋白的影響。研究發(fā)現(xiàn)在血紅蛋白和MPA-CdTe QDs的結(jié)合中,范德華力和氫鍵起主要作用。結(jié)果表明,在MPA-CdTe QDs的作用下,不僅血紅蛋白的固有熒光被淬滅,酪氨酸和色氨酸殘基微環(huán)境的改變,而且血紅蛋白的構(gòu)象也發(fā)生了復雜的變化,骨架變得伸展和疏松。然而,血紅蛋白中的血紅素仍然穩(wěn)定,說明二者之間的相互作用并沒有明顯抑制血紅蛋白的主要生理功能。此處,MPA-CdTeQDs更可能是其進入到血紅蛋白大分子的內(nèi)部而非聚集到其表面。(3)利用熒光發(fā)射光譜、紫外-可見光吸收光譜、高倍透射顯微電鏡等技術(shù)手段對MPA-CdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)的量子點進行了表征。結(jié)果顯示MPA-CdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)的量子點具有較強的熒光發(fā)射強度、小而對稱的半峰寬,且光衍射光圈明顯,晶格條紋清晰、穩(wěn)定且分布均勻,核殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,分散性良好,粒徑也非常均勻。(4)利用等溫滴定量熱法和多種光譜學手段,在模擬生理的條件下,研究了 MPA-CdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)的量子點與過氧化氫酶和超氧化物歧化酶這兩種氧化應激酶之間的相互作用。實驗結(jié)果表明MPA-CdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)的量子點主要通過疏水作用力與兩種氧化應激酶發(fā)生相互作用。經(jīng)MPA-CdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)的量子點的作用,兩種氧化應激酶的固有的內(nèi)源性熒光均被淬滅,其酪氨酸和色氨酸殘基的微環(huán)境發(fā)生了改變,酶的分子的構(gòu)象也發(fā)生了一定程度的去折疊化導致骨架變得松散,但酶的生理功能并未受到明顯抑制,反而過氧化氫酶分子可能由于活性中心的暴露增加,活性增強。(5)選取小鼠原代肝細胞作為評價靶細胞,在MPA-CdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)的量子點暴露下,檢測了小鼠原代肝細胞的細胞活力以及細胞內(nèi)CAT、SOD活性的變化和MDA含量的變化等指標。結(jié)果表明MPA-CdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)的量子點使得小鼠原代肝的細胞活力輕微下降。而小鼠原代肝細胞內(nèi)CAT的活性只有很輕微的變化,SOD活性得活性顯著增強,MDA的含量變化呈上下波動趨勢但沒有顯著性差異。綜合得出:MPA-CdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)的量子點誘發(fā)了小鼠原代肝細胞產(chǎn)生了氧化應激效應但是尚未對小鼠原代肝細胞造成嚴重的氧化應激損傷。利用等溫滴定量熱法和多種光譜學手段本文先是研究了水相中MPA修飾的CdTe量子點與血液中廣泛存在而重要的物質(zhì)血紅蛋白的相互作用研究,對已有的研究做了補充。此外。本文我們還從分子水平和細胞水平上分別研究MPA-CdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)的量子點的毒性效應。為全面評價量子點的毒性、量子點的合成及合理利用提供了參考。
【圖文】：

于納米級的量子點，具丫〗非常大的比表面積、表面能、表面張力以及表面原子數(shù)，逡逑進而表現(xiàn)出作為納米材料的的四大效應以及一些優(yōu)越的光物理性質(zhì)｜（＞｜，這些性質(zhì)逡逑使得量子點被廣泛地研究和應用，如圖１－２所示，尤其是在發(fā)光器件、太陽能電逡逑池以及生物熒光標記等領(lǐng)域得到廣泛的應用｜（）１。而相比于傳統(tǒng)染料分子的標記成逡逑１逡逑

邐ＣｄＳｅ邐ＦｂＳ逡逑圖１－１目前量子點的應用領(lǐng)域及光譜覆蓋范圍逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ邋ｆｉｅｌｄｓ邋ａｎｄ邋ｓｐｅｃｔｒａｌ邋ｃｏｖｅｒａｇｅ邋ｏｆ邋ｖａｒｉｏｕｓ邋ｑｕａｎｔｕｍ邋ｄｏｔｓ．．逡逑２量子點的特性及應用逡逑因為量子點尺寸大小的特殊性，，導致它具有一些特殊的表面性質(zhì)ｌ５１。尺寸處逡逑于納米級的量子點，具丫〗非常大的比表面積、表面能、表面張力以及表面原子數(shù)，逡逑進而表現(xiàn)出作為納米材料的的四大效應以及一些優(yōu)越的光物理性質(zhì)｜（＞｜，這些性質(zhì)逡逑使得量子點被廣泛地研究和應用，如圖１－２所示，尤其是在發(fā)光器件、太陽能電逡逑池以及生物熒光標記等領(lǐng)域得到廣泛的應用｜（）１。而相比于傳統(tǒng)染料分子的標記成逡逑１逡逑
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X171.5

【參考文獻】

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本文編號：2673423