發(fā)布時間：2017-09-20 13:09

  本文關鍵詞：硫族銀化合物量子點的簡便合成及其生物學效應

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【摘要】：在過去十年里,隨著納米材料的快速發(fā)展,納米量子點在腫瘤的診斷與治療、蛋白質(zhì)的標記與檢測等生物醫(yī)學領域中顯示出越來越廣闊的應用前景,引起科學家極大的研究興趣。膠體硫族銀化合物量子點由于其特殊的性質(zhì),例如高的光穩(wěn)定性、高的膠體穩(wěn)定性和低成本等,因此受到科學家的廣泛關注。然而,在有機相中合成的硫族銀化合物量子點通常是水不溶的,合成步驟復雜,反應條件苛刻,需要通過配體交換進行后處理。由于大多數(shù)生物醫(yī)學應用發(fā)生在水相中,因此合成穩(wěn)定的水溶性量子點是非常重要的。因此,發(fā)展一種溫和簡便的水相合成方法來制備水溶性的硫族銀化合物量子點仍然面臨著挑戰(zhàn)。另一方面,納米硫化物在太陽能電池、鋰離子電池、光學、磁學材料等領域也有廣泛的應用,在將其用于實際應用之前,需要先評估它們的環(huán)境健康安全危害,但是,目前有關這些納米粒子對人類和環(huán)境安全危害的研究還比較少。在本文中我們選用牛血清白蛋白(BSA)為有機基質(zhì),在水相中用簡便、可控的仿生合成方法來制備硫化銀、硒化銀和碲化銀量子點,并且研究了其細胞毒性,以及其在細胞成像和蛋白檢測方面的潛在應用性。同時,初步探究了細胞毒性的本質(zhì)。本論文主要開展了以下幾項工作:(1)BSA-Ag2S量子點的簡便合成及其細胞毒性的研究,并對其細胞毒性的本質(zhì)進行了初步探究。使用BSA為基質(zhì),通過簡便水相合成法合成了BSA-Ag2S量子點,使用XRD、HRTEM、TG-DTA、FT-IR、Zeta potential、PL和CLSM等對樣品進行了表征,結(jié)果表明合成了晶型為單斜結(jié)構(gòu)、平均粒徑約為9.40 nm、水溶性的Ag2S量子點。表面電勢為-22.1 mV,說明在中性去離子水中Ag2S量子點是比較穩(wěn)定的,并且可以觀察到穩(wěn)定的綠色熒光。進一步的研究表明樣品具有細胞毒性,可以特異性地抑制HeLa人宮頸癌細胞、HepG2人肝癌細胞和A549人肺腺癌細胞的增殖,并且這種抑制作用具有濃度依賴性。樣品抑制HeLa細胞、HepG2細胞和A549肺腺癌細胞增殖的半抑制濃度分別為3.92、4.57和16.10μg/mL。熒光標記實驗和ICP-MS表征結(jié)果說明樣品是通過細胞攝取起作用,并且,細胞攝取樣品量的不同是導致樣品對細胞抑制作用不同的原因之一。FCM表征結(jié)果說明樣品通過誘導細胞壞死,從而抑制細胞增殖。(2)BSA-Ag2Se量子點的簡便合成及其在細胞成像和蛋白檢測方面潛在應用性的研究。使用BSA為基質(zhì),通過簡便水相合成法合成了BSA-Ag2Se量子點,使用XRD、HRTEM、TG-DTA、Zeta potential、PL和CLSM等對樣品進行了表征,結(jié)果表明合成了平均粒徑約為4.04 nm、水溶性的正交相β-Ag2Se。表面電勢為-30.3 mV,說明在中性去離子水中Ag2Se量子點具有好的穩(wěn)定性。Ag2Se量子點的熒光發(fā)射峰分別位于485 nm和527 nm處,并且,將樣品分散于中性去離子水中時可以觀察到穩(wěn)定的綠色熒光。細胞毒性實驗和ICP-MS表征結(jié)果說明樣品具有良好的生物相容性,并且可以被癌細胞特異性攝取。熒光標記實驗結(jié)果表明Ag2Se量子點可以用作熒光探針,用于癌細胞特異性熒光成像。蛋白檢測實驗結(jié)果說明Ag2Se量子點可以粗略用于BSA和HSA V的定量檢測。(3)BSA-Ag2Te量子點的簡便合成及其細胞毒性的研究,并對其細胞毒性的本質(zhì)進行了初步探究。使用BSA為基質(zhì),通過簡便水相合成法合成了BSA-Ag2Te量子點,使用XRD、HRTEM、TG-DTA、FT-IR、Zeta potential、PL和CLSM等對樣品進行了表征,結(jié)果表明合成了晶型為單斜結(jié)構(gòu)、平均粒徑約為5.30 nm、水溶性的Ag2Te量子點。表面電勢為-18.4 mV,說明在中性去離子水中Ag2Te量子點是比較穩(wěn)定的,并且可以觀察到穩(wěn)定的綠色熒光。進一步的研究表明樣品具有細胞毒性,對HeLa人宮頸癌細胞的抑制作用比較大,而對V79-4中國倉鼠肺細胞和HepG2人肝癌細胞的抑制作用則比較小。熒光標記實驗和ICP-MS表征結(jié)果說明樣品是通過細胞攝取起作用,并且,導致樣品對細胞抑制作用不同的原因之一是細胞攝取樣品量的不同。
【關鍵詞】：量子點 簡便合成 水溶性 細胞毒性 熒光標記
【學位授予單位】：河南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O657.3;O611.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-28
• 1.1 量子點的簡介12
• 1.2 量子點的基本性質(zhì)12-14
• 1.2.1 表面效應13
• 1.2.2 小尺寸效應13-14
• 1.2.3 量子尺寸效應14
• 1.3 量子點的光學性質(zhì)14-17
• 1.3.1 斯托克斯位移15-16
• 1.3.2 光穩(wěn)定性16
• 1.3.3 熒光壽命16-17
• 1.4 量子點的合成方法17-18
• 1.4.1 基于鎘量子點的合成方法17
• 1.4.2 不含鎘量子點的合成方法17-18
• 1.5 量子點的生物醫(yī)學應用18-26
• 1.5.1 生物標記和生物成像18-19
• 1.5.2 基于量子點的生物條形碼19-24
• 1.5.3 基于量子點的生物傳感器24-26
• 1.5.4 藥物釋放和癌癥治療26
• 1.6 本論文的選題背景、研究內(nèi)容和特點26-28
• 1.6.1 選題背景26-27
• 1.6.2 研究內(nèi)容27
• 1.6.3 本論文的特點27-28
• 第二章 硫化銀量子點的簡便合成及其細胞生物學效應研究28-46
• 2.1 序言28-29
• 2.2 實驗部分29-34
• 2.2.1 實驗試劑29-30
• 2.2.2 實驗儀器30
• 2.2.3 實驗過程及樣品表征30-34
• 2.3 結(jié)果與討論34-45
• 2.3.1 X射線粉末衍射(XRD)表征分析34
• 2.3.2 高倍透射電鏡(HRTEM)表征分析34-35
• 2.3.3 熱重差熱分析（TG-DTA）表征35-36
• 2.3.4 傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）表征分析36-37
• 2.3.5 Zeta potential表征分析37-38
• 2.3.6 紫外可見吸收光譜(UV-Vis)表征分析38-39
• 2.3.7 光致發(fā)光光譜(PL)和激光共聚焦顯微鏡(CLSM)表征分析39-40
• 2.3.8 時間分辨光譜表征分析40-41
• 2.3.9 熒光穩(wěn)定性研究41
• 2.3.10 細胞毒性實驗41-42
• 2.3.11 熒光標記實驗42-43
• 2.3.12 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)表征分析43-44
• 2.3.13 流式細胞術(FCM)表征分析44-45
• 2.4 本章小結(jié)45-46
• 第三章 硒化銀量子點的簡便合成及其生物學效應研究46-58
• 3.1 序言46-47
• 3.2 實驗部分47-49
• 3.2.1 實驗試劑47
• 3.2.2 實驗儀器47-48
• 3.2.3 實驗過程及樣品表征48-49
• 3.3 結(jié)果與討論49-56
• 3.3.1 X射線粉末衍射(XRD)表征分析49-50
• 3.3.2 高倍透射電鏡(HRTEM)和熱重差熱分析(TG-DTA)表征50-51
• 3.3.3 Zeta potential表征分析51
• 3.3.4 光致發(fā)光光譜(PL)和激光共聚焦顯微鏡(CLSM)表征分析51-52
• 3.3.5 時間分辨光譜表征分析和熒光穩(wěn)定性研究52-53
• 3.3.6 細胞毒性實驗和電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)表征分析53-54
• 3.3.7 熒光標記實驗54-55
• 3.3.8 蛋白檢測實驗55-56
• 3.4 本章小結(jié)56-58
• 第四章 碲化銀量子點的簡便合成及其細胞生物學效應研究58-70
• 4.1 序言58-59
• 4.2 實驗部分59-61
• 4.2.1 實驗試劑59
• 4.2.2 實驗儀器59-60
• 4.2.3 實驗過程及樣品表征60-61
• 4.3 結(jié)果與討論61-69
• 4.3.1 X射線粉末衍射(XRD)表征分析61-62
• 4.3.2 高倍透射電鏡(HRTEM)表征分析62
• 4.3.3 熱重差熱分析(TG-DTA)和傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)表征62-64
• 4.3.4 Zeta potential表征分析64
• 4.3.5 光致發(fā)光光譜(PL)和激光共聚焦顯微鏡(CLSM)表征分析64-65
• 4.3.6 時間分辨光譜表征分析65-66
• 4.3.7 熒光穩(wěn)定性研究66-67
• 4.3.8 細胞毒性實驗67
• 4.3.9 熒光標記實驗67-68
• 4.3.10 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)表征分析68-69
• 4.4 本章小結(jié)69-70
• 第五章 結(jié)論與展望70-72
• 5.1 總結(jié)70-71
• 5.2 展望71-72
• 參考文獻72-82
• 致謝82-84
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄84-86

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本文編號：888237