CdTe、CdHgTe纳米粒子的制备、修饰及在蛋白质检测中的应用

摘要

半导体纳米粒子因具有独特而又优异的光学特性，近年来在其合成及应用领域均引起了广泛的关注，本论文在水相条件下，研究了具有近红外发射波长的CdHgTe纳米晶在蛋白质检测中的应用；在经典合成的基础上，为拓宽纳米粒子在生物体系中的应用，研究了不同接枝试剂对TGA—CdTe纳米粒子荧光特性的影响；利用TGA、L-cys及二者比例不同的混合稳定剂制备了不同形貌的纳米晶；结合分子印迹技术的高选择性与半导体纳米粒子荧光检测技术的高灵敏性，建立了选择性测定蛋白质的方法。本论文的主要内容如下：
　　 (1)综述了半导体纳米粒子的相关基本知识、主要合成方法、表征手段及其在生命科学领域中的广泛应用。
　　 (2)在水相中制备了具有近红外发射波长的CdHgTe纳米粒子，对纳米粒子的合成条件进行了系统的研究，以TEM和XRD表征了CdTe和CdHgTe的形貌特征及晶体结构，研究了含不同比例的Hg(II)的CdHgTe的荧光光谱及紫外光谱性质。实验结果表明，CdHgTe结合了CdTe纳米粒子稳定性好、荧光强度高以及HgTe发射光谱可调性好的优点，通过调节温育时间、温育温度、成分比例等手段，可以合成具有不同近红外发射波长的纳米粒子，这种方法简便易行，也更为稳定。同时基于在蛋白质存在下CdHgTe纳米粒子的荧光强度明显降低这一现象，建立了一种以CdHgTe为近红外荧光探针测定蛋白质的方法。在最佳条件下，溶菌酶(Lyz)和血红蛋白(BHb)的工作曲线的线性范围分别为0.04—5.6×10-6g·mL-1和0.06-6.1×10-6g·mL-1，检测限分别为13 ng·mL-1和27 ng·mL-1，并对合成样品进行了测定，结果令人满意。
　　 (3)对含有不同端基及链长的接枝试剂对TGA-CdTe纳米粒子荧光性质的影响进行了研究，以荧光偏振法探讨了不同接枝试剂与TGA-CdTe纳米粒子间的作用机理。实验结果表明，短链的接枝试剂对。TGA-CdTe荧光强度的增强效果好于长链的，接枝对于TGA-CdTe的荧光发射波长没有影响。同时发现，在较宽的pH范围内，接枝后以羧基为端基的TGA-CdTe的稳定性好于以氨基为端基的TGA-CdTe。
　　 (4)利用TGA、L-cys及二者比例不同的混合稳定剂制备了球形、棒形纳米晶，以TEM表征了不同稳定剂条件下制备的纳米晶的形貌特征，研究了不同形貌的纳米晶的荧光特性。实验结果表明，仅通过改变稳定剂的比例即可制备波长可调的不同形貌的纳米晶。随着混合稳定剂中L-cys比例的增加，CdTe纳米晶的长与直径的比值增大，发射波长明显红移。当混合稳定剂中L-cys的量为25％时，所得纳米晶荧光强度最强。
　　 (5)结合分子印迹技术的高选择性与纳米荧光探针荧光检测技术的高灵敏性，建立了选择性测定LyZ的方法。为便于调整与处理洗脱条件、易于与检测条件结合、降低预处理的干扰，实验采用了具有环境响应和智能识别性能的N－异丙基丙烯酰胺(NIPA)作为主要功能单体，以MIP－PNIPA智能水凝胶对Lyz进行印迹。研究了印迹过程中影响印迹效果及洗脱效果的温度、盐浓度、pH值的影响。实验结果表明：MIP—PNIPA在室温、pH8.10的Tris-HCl缓冲、NaCl浓度为20 mM条件下对Lyz有较好的吸附效果；在室温、pH6.10的柠檬酸－柠檬酸钠缓冲条件下有较好的洗脱效果，且对荧光检测影响较小。对混合样品进行处理后，以CdTe为荧光探针，pH8.10条件下测定了洗脱后的Lyz的浓度，回收率为90.2～102％。本章所建立的研究方法为蛋白质的测定提供了一个可供参考的新思路。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 引言

1.1 半导体纳米粒子的概念及其物理性质

1.1.1 半导体纳米粒子的概念

1.1.2 半导体纳米粒子特殊的物理效应

1.2 半导体纳米粒子的合成

1.2.1 有机金属法

1.2.2 水相法

1.3 半导体纳米粒子的主要表征手段

1.3.1 量子产率的计算

1.3.2 透射电子显微镜

1.3.3 X射线衍射

1.3.4 紫外-可见吸收光谱

1.3.5 荧光光谱

1.3.6 红外及拉曼光谱

1.4 半导体纳米粒子的表面修饰

1.5 半导体纳米粒子在生物分析中的应用

1.6 蛋白质分子印迹

1.6.1 蛋白质分子印迹概述

1.6.2 蛋白质分子印迹的意义

1.6.3 蛋白质分子印迹的特点及困难

1.6.4 分子印迹聚合物的制备条件

1.6.5 蛋白质印迹的方法

1.6.6 蛋白质印迹的发展方向

1.7 本论文研究的选题依据及创新点

1.8 参考文献

第二章 CdHgTe纳米粒子的制备、性质及其在蛋白质检测中的应用

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 实验试剂

2.2.2 实验仪器

2.2.3 CdHgTe的合成

2.2.4 CdHgTe用于蛋白质的检测

2.3 实验数据和结果

2.3.1 制备CdHgTe纳米粒子

2.3.2 CdHgTe纳米粒子的特性

2.3.3 在蛋白质检测中的应用

2.4 结论

2.5 参考文献

第三章 接枝对TGA-CdTe纳米粒子荧光性质的影响

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 实验试剂

3.2.2 测试仪器

3.2.3 TGA-CdTe的合成

3.2.4 TGA-CdTe的接枝

3.3 实验数据和结果

3.3.1 TGA-CdTe的性质

3.3.2 活化剂的选择

3.3.3 活化时间的选择

3.3.4 接枝对TGA-CdTe荧光性质的影响

3.4 结论

3.5 参考文献

第四章 稳定剂对CdTe纳米晶性质的影响

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 实验试剂

4.2.2 实验仪器

4.2.3 CdTe的合成

4.3 实验数据和结果

4.3.1 CdTe纳米晶的电镜图

4.3.2 偏振光性质

4.3.3 稳定剂对发射波长的影响

4.3.4 稳定剂对发射强度的影响

4.3.5 pH值影响

4.4 结论

4.5 参考文献

第五章 CdTe纳米粒子荧光探针选择性测定溶菌酶

5.1 引言

5.2 实验部分

5.2.1 试剂及仪器

5.2.2 分子印迹水凝胶的制备

5.2.3 MIP-PNIPA性质研究

5.2.4 吸附实验

5.2.5 洗脱实验

5.2.6 CdTe的制备

5.2.7 Lyz的测定

5.2.8 洗脱样品测定

5.3 结果与讨论

5.3.1 分子印迹水凝胶的性质

5.3.2 以CdTe纳米荧光探针测定Lyz

5.3.3 混样测定

5.4 结论

5.5 参考文献

本文作者已(待)发表的论文目录及参加项目

致谢