以量子點為基礎(chǔ)構(gòu)建的熒光探針與抗癌藥物及DNA相互作用的光譜研究.pdf

1、量子點（Quantum dots，簡稱QDs）是一種具有獨特的光、電化學性質(zhì)的新型功能性納米材料。本實驗體系利用水熱法合成了以巰基乙酸（Thioglycollic acid，簡稱TGA）、谷胱甘肽（Glutathione，簡稱GSH）作為修飾劑的核殼型CdTe/CdS QDs和單核型 CdTe QDs，并且采用透射電子顯微鏡（Transmission electron microscope，簡稱TEM）和X射線粉末衍射（X-ray po

2、wder diffraction，簡稱XRD）表征所合成的水溶性 QDs的形貌和粒徑特征。利用熒光光譜法（Fluorescence spectra，簡稱FL），紫外-可見吸收光譜（Ultraviolet-visible absorption spectra，簡稱UV-vis）、共振瑞利散射（Resonance Rayleigh scattering，簡稱RRS）和三維高斯作圖方法探討了QDs與抗生藥物及生物大分子（硫酸多粘菌素B、hs-

3、DNA和鹽酸拓撲替康）之間相互作用的反應(yīng)機理。
　　本文進行的研究工作主要內(nèi)容包括：
　　1.以量子點與硫酸多粘菌素 B之間電子轉(zhuǎn)移為基礎(chǔ)構(gòu)建的熒光可逆探針檢測DNA
　　本文設(shè)計了一個用于檢測DNA的熒光開關(guān)模型，其原理是利用反應(yīng)體系中硫酸多粘菌素B（polymyxin B sulfate,PMBS）和DNA之間的反應(yīng)作為內(nèi)部信號，谷胱甘肽（GSH）修飾的CdTe QDs的熒光變化作為外部信號。由于PMBS和GSH-

4、CdTe QDs之間發(fā)生了光誘發(fā)的電子轉(zhuǎn)移過程，PMBS可以有效地猝滅GSH-CdTe QDs的熒光，也就形成了熒光開關(guān)模型的關(guān)閉狀態(tài)。而隨著DNA的加入，PMBS內(nèi)嵌入具有雙螺旋結(jié)構(gòu)的DNA中形成新的絡(luò)合物并從量子點表面剝離，使得被猝滅的GSH-CdTe QDs的熒光恢復(fù)，進而形成了熒光開關(guān)模型的打開狀態(tài)。相應(yīng)的實驗結(jié)果顯示出GSH-CdTe QDs－PMBS體系相對恢復(fù)的熒光強度值與濃度范圍在0.059－15.0μg·mL-1的DN

5、A溶液呈線性比例關(guān)系。同時，該種檢測DNA的方法具有良好的線性相關(guān)系數(shù)0.9937和檢出限0.4605ng·mL-1。這種雙向調(diào)節(jié)的熒光探針，克服了單向調(diào)節(jié)探針模型中普遍存在的選擇性難題，并且能較好地應(yīng)用于DNA生物分析檢測。
　　2.基于鹽酸拓撲替康、中性紅和量子點相互作用的熒光可逆調(diào)控研究
　　鹽酸拓撲替康（簡稱THC），中性紅（簡稱NR）和巰基乙酸修飾的核殼型CdTe/CdS量子點（TGA-CdTe/CdS QDs）三

6、者之間的相互作用研究，為調(diào)控一個熒光可逆變化的體系奠定了基礎(chǔ)。運用紫外可見（UV-vis）吸收光譜、熒光光譜（FL）、共振瑞利散射（RRS）和透射電子顯微鏡（TEM）等分析手段，得出的相關(guān)實驗結(jié)果反映出隨著NR濃度的增加，TGA-CdTe/CdS QDs的熒光被猝滅同時伴隨著RRS強度的增強，但加入了THC后，由于羧酸鹽THC和NR之間較強的共價結(jié)合生成了更為穩(wěn)定的絡(luò)合物，促使NR從 QDs表面剝離，所以TGA-CdTe/CdS QDs

7、－NR體系的熒光得以恢復(fù)。與此同時，通過分析TGA-CdTe/CdS QDs和NR反應(yīng)過程的光譜變化和實驗數(shù)據(jù)可以有效地推斷出整個體系的反應(yīng)機理，多種類型的光譜手段組合使用有助于檢測量子點的熒光可逆變化，也促進了一種探討喜樹堿類藥物與染料之間相互反應(yīng)新方法的建立。
　　3.由量子點和吩嗪染料組裝成的雙向調(diào)控熒光探針：DNA檢測的對比研究
　　一個用于檢測DNA的雙向調(diào)控熒光探針開關(guān)模型是基于谷胱甘肽（GSH）修飾的CdTe

8、QDs的熒光變化而設(shè)計的。首先在熒光關(guān)閉階段，光激發(fā)的GSH-CdTe QDs與藏紅T（簡稱ST）之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移引起QDs熒光顯著地被ST猝滅，在加入DNA后，ST和DNA之間強的結(jié)合力使得ST內(nèi)嵌入具有雙螺旋結(jié)構(gòu)的DNA中并形成新的絡(luò)合物而QDs表面剝離。因此，可以通過觀察QDs－ST組合探針的熒光恢復(fù)情況來推斷DNA的量，即是整個系統(tǒng)呈熒光開啟狀態(tài)。利用該方法檢測DNA得出的檢出限為10.8ng·mL-1，表明其具有較高的靈敏度和