水溶性量子點的γ射線輻照制備及其生物效應研究.pdf

1、作為納米材料家族的重要一員，量子點具有十分優(yōu)異的電學和光學特性，在光電器件和生物醫(yī)學等領域具有非常廣闊的應用前景。量子點要在生物醫(yī)學領域得以廣泛應用，除具備優(yōu)異的光學性能外，還應該具有良好的水溶性、生物相容性和較低的毒性。本文主要圍繞量子點在生物醫(yī)學應用中涉及的關鍵問題，重點開展了水溶性量子點的制備和量子點生物效應兩方面的研究工作：首先，采用γ射線輻照法在水溶液中成功制各了天然高分子（絲素蛋白、殼聚糖）修飾的水溶性量子點，探索發(fā)展了一種

2、基于天然高分子穩(wěn)定劑的準零維納米材料γ射線輻照制備方法；然后，研究探討了量子點在細胞中的代謝、分布及毒性效應，著重考察了紫外線照射條件下其毒性效應情況，為量子點在生物醫(yī)學中的實際應用提供了基礎。主要取得了如下研究成果：
　　 1)采用γ射線輻照法成功制備了納米Ag和CdS量子點修飾的蠶絲纖維，對其微觀結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能進行了測試表征，表明產(chǎn)物具有優(yōu)異的抗菌或發(fā)光性能：討論了反應條件對產(chǎn)物性能的影響，摸索出最佳制備條件；對反應過程和機

3、理進行了分析探討，為后續(xù)制各絲素蛋白和殼聚糖修飾量子點提供了思路。
　　 2)在水溶液中，利用γ射線輻照法成功制備了絲素蛋白修飾的CdSe和znSe:Mn2+量子點，對產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)、光學性能、磁學性質(zhì)、細胞代謝及毒性情況等進行了測試分析，考察了實驗條件對產(chǎn)物性能的影響，并對合成過程和反應機理進行了分析探討；SF-CdSe量子點具有良好的水溶性、穩(wěn)定性和熒光發(fā)射性能，可成功實現(xiàn)對PANC-1細胞的熒光標記，在細胞內(nèi)部具有良好的光

4、學穩(wěn)定性和較小的細胞毒性；ZnSe:Mn2+量子點粒徑分布比較均勻，具有良好的水溶性、光學和磁學性能。
　　 3)利用γ，射線對大分子殼聚糖進行輻照降解，成功制備了小分子水溶性殼聚糖，分析討論了輻照劑量以及各種預處理方式對產(chǎn)物分子量、結(jié)構(gòu)和輻照產(chǎn)額的影響，摸索出最佳實驗條件，并對產(chǎn)物的水溶性進行了詳細研究。
　　 4)γ射線輻照法制備了小分子殼聚糖修飾的CdSe、ZnS和ZnS:Mn2+量子點，對其微觀形貌、結(jié)構(gòu)和光學性

5、能進行了測試表征。實驗結(jié)果表明，產(chǎn)物均具有良好的水溶性和熒光發(fā)射性能且可實現(xiàn)對PANC-1細胞的熒光標記；研究了合成條件對產(chǎn)物性能的影響，摸索了最佳合成條件；對其合成過程和反應機理進行了分析探討。
　　 5)探索發(fā)展了一種基于天然高分子穩(wěn)定劑的準零維納米材料γ，射線輻照制各方法；絲素，蛋白和殼聚糖均為純天然高分子材料，其修飾的量子點具有良好的生物相容性和廣闊的應用空間；該輻照合成方法簡單易行，可推廣應用于制備絲素蛋白或殼聚糖修飾

6、的其他納米材料。
　　 6)制備了五種不同粒徑的MPA-CdTe量子點(QD538、QD56l、QD580、QD605和QD629)和Cys-CdTe量子點(QD543)，對其基本光學性能進行了測試分析，表明其具有良好的水溶性和熒光性能；利用上述CdTe量子點，研究了量子點粒徑、濃度、表面修飾狀態(tài)、細胞在含量子點培養(yǎng)液中的培養(yǎng)時間、細胞在含量子點培養(yǎng)液中培養(yǎng)一定時間后的繼續(xù)孵育時間等因素對量子點在細胞中分布、代謝和細胞毒性情況的

7、影響，并對其作用機理進行了初步分析討論。
　　 7)對綠色和紅色MPA-CdTe量子點在UV照射條件下的光學穩(wěn)定性進行了實驗研究，結(jié)果表明它們具有良好的水溶性和熒光發(fā)射性能；UV照射下，其在水溶液和PBS溶液中均表現(xiàn)出良好的光學穩(wěn)定性；研究了UV照射下，紅色和綠色MPA-CdTe量子點對PANC-1細胞的損傷和毒性情況，討論分析了UV照射時間、量子點濃度、細胞與量子點共同培養(yǎng)時間等多個因素對UV照射致量子點細胞毒性增強效果的影響