聚合物量子點與碳量子點制備及其作為熒光探針的應用研究.pdf

1、目前，半導體聚合物量子點作為納米材料家族的一員已經(jīng)引起了極大的關(guān)注。相較于傳統(tǒng)的染料小分子和無機量子點(QDs)，半導體聚合物量子點(Pdots)有極強的熒光亮度，快速穩(wěn)定的發(fā)射率，優(yōu)良的光穩(wěn)定性，無細胞毒性等特點。近年來，在細胞標記、活體成像，單粒子追蹤生物檢測和藥物運載等方面的研究中得到了非常廣泛的應用。
　　除此之外，碳量子點(C-dots)作為碳納米家族中的一員，近些年也吸引了廣大科研工作者的關(guān)注。它的優(yōu)良特性不僅包括良好

2、的水溶性、較高的量子產(chǎn)率、較強的熒光穩(wěn)定性、可調(diào)控的激發(fā)和發(fā)射波長、對環(huán)境友好，而且還具備低細胞毒性以及良好的生物相容性。這些性質(zhì)為碳量子點逐步取代傳統(tǒng)量子點成為光學成像和生物醫(yī)學領(lǐng)域的環(huán)境友好型熒光納米材料創(chuàng)造了得天獨厚的條件。
　　基于以上理論，本文研究了以聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-苯乙炔]為前驅(qū)體制備MEH-PPV聚合物量子點的方法及其熒光性質(zhì);以天然產(chǎn)物土豆為碳源制備了高熒光亮度的碳量子點，探討了其作

3、為探針對金屬離子的傳感分析;并在成功制備碳量子點的基礎(chǔ)上，初步探討了其細胞成像性能和生物毒性。本文的研究工作主要包括以下兩個部分:
　　(1)以聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-苯乙炔]為前驅(qū)體，通過溶劑轉(zhuǎn)換法成功制備了均勻分散在水溶液中的熒光聚合物量子點(Pdots)，量子產(chǎn)率高達32.37％。探索了不同溶劑以及pH、NaCl溶液濃度、光漂白性質(zhì)、不同金屬離子對聚合物量子點熒光的影響?；阼F離子對該量子點熒光的猝滅

4、效應，可將其用于鐵離子的選擇性識別。將合成的聚合物量子點用于細胞成像和生物毒性試驗，結(jié)果顯示該量子點成功標記了細胞質(zhì)，并具有較好的生物相容性和較低的生物毒性。
　　(2)采用天然產(chǎn)物土豆作為碳源，通過低成本、綠色環(huán)保、簡便有效的方法合成量子產(chǎn)率高、粒子尺寸均勻、分散性好的碳量子點(C-dots)，量子產(chǎn)率為15％。合成的碳量子點經(jīng)323 nm紫外光激發(fā)下發(fā)發(fā)射波長為405nm的藍色熒光。探索了不同實驗條件對碳量子點發(fā)光性質(zhì)的影響，

5、發(fā)現(xiàn)其具有較強的光穩(wěn)定性。Fe3+對該碳量子點的熒光有顯著的猝滅效應，遂將碳量子點作為納米熒光探針檢測了湖水中Fe3+含量，線性范圍為1.0～50.0μmol/L，在低濃度區(qū)1.0～5.0μmol/L，線性方程為:y=0.002+0.018×c，高濃度區(qū)5.0～50.0μmol/L，線性方程為:y=0.04+0.008×c檢出限為0.025μmol/L，加入回收率為93.7～101.5％。該碳量子點對Fe3+的高靈敏度選擇性為Fe3+檢