以降低细胞毒性为导向的CdTe量子点表面试剂功能化及其形态学影响的研究

摘要

CdTe量子点是一种高性能、多用途的纳米材料，它良好的生物相容性使得其在细胞成像领域有良好的应用。但是无论是CdTe量子点本身，还是其表面的保护试剂TGA都是毒性较强的物质，所以量子点的毒性明显制约了生物细胞的存活率。另外，由于在某些方面的应用需要，例如光电性能，一维CdTe量子棒的结构也成为了科学家重点研究的对象。但是一般合成一维CdTe的量子棒条件苛刻，不易操作，给研究带来了诸多不便。因此，克服量子点的细胞毒性以及简易合成一维半导体材料是极为重要的。本文就这两个难题进行研究，合成了细胞毒性降低，且稳定性良好的CdTe量子点，并开发了一种简易合成一维CdTe量子棒的方法。具体研究方法如下: 1、将CdTe量子点与金纳米结合，利用Au和S的共价键结合力使得Cd-S键断裂，而Au-S共价键生成。利用各种表征手段，分析了表面保护试剂交换机理，并证明了新生成的柠檬酸根保护的量子点具有较强的稳定性。通过观察HepG2细胞存活率，检测新生成的柠檬酸根保护CdTe量子点的毒性。结果显示，即使在加入大量的柠檬酸根保护CdTe量子点的情况下，细胞仍然能保持高强度的细胞活性。 2、在不改变CdTe量子点其他条件的情况下，通过单纯调节量子点溶液的pH值，引起CdTe量子点表面TGA的羧酸根部分转变为羧酸形式，导致负电荷数量降低，使得CdTe量子点聚集成棒。这种方法简单，易操作，利用这种方法生成的CdTe量子棒具有良好的荧光特性。同时，对生成CdTe量子棒的生长方式和机理进行探讨，结果显示，CdTe量子点是按oriented attachment，即定向附着机理生长，这与纳米生长的热力学原理相符。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 量子点表面保护试剂

1．1．1 量子点表面保护试剂的作用

1．1．2 量子点表面保护试剂的类型

1．2 量子点表面保护试剂对量子点性质的影响

1．2．1 不同表面保护试剂对量子点的荧光应用

1．2．2 表面保护试剂对量子点稳定性的影响

1．2．3 表面保护试剂对量子点毒性的影响

1．3 表面保护试剂对生成一维量子点材料的影响

1．3．1 一维量子点材料的合成方法

1．3．2 表面保护试剂对量子点材料的生长影响

1．4 小结

1．5 本课题研究内容和意义

第二章 表面配体自发交换的CdTe量子点的合成、表征及其细胞毒性研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂和材料

2．2．2 仪器设备

2．2．3 CdTe量子点的合成与表征

2．2．4 FSN保护的金纳米的合成

2．2．5 HepG2细胞毒性实验

2．3 CdTe量子点表面保护试剂交换表征及其机理研究

2．3．1 TGA保护的量子点与金纳米表面保护试剂的交换

2．3．2 CdTe量子点表面的TGA的替代程度考察

2．3．3 柠檬酸根保护的CdTe量子点的表征

2．3．4 柠檬酸根保护的CdTe量子点稳定性评估

2．3．5 柠檬酸根保护的CdTe量子点细胞毒性研究

2．4 结论

第三章 CdTe量子点表面保护试剂电荷特性及量子点成棒新方法的开发

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂和材料

3．2．2 仪器设备

3．2．3 CdTe量子点的合成

3．2．4 CdTe量子棒的合成

3．3 CdTe量子点表面保护试剂电荷特性及成棒机理研究

3．3．1 TGA保护的CdTe量子点与一维量子棒的表征

3．3．2 CdTe量子棒合成条件优化

3．3．3 一维CdTe量子棒合成机理讨论

3．4 结论

第四章 结论

参考文献

论文创新点及后续工作

致谢

科研成果及奖励

作者和导师介绍