熒光、共振瑞利散射光譜法研究CdTe量子點與抗生素和DNA的相互作用及分析應(yīng)用.pdf

1、量子點(Quantum dots，QDs)作為一種新型的功能納米材料具有優(yōu)良的光、電化學(xué)特性，在物理、材料、化學(xué)、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域具有重要的研究和應(yīng)用價值，并引起了學(xué)者們的廣泛關(guān)注。
　　本實驗體系在水相中合成了谷胱甘肽、草甘膦、巰基乙酸等不同的修飾劑來修飾的單殼型及核殼型水溶性CdTe QDs、CdTe/CdS QDs，并用透射電子顯微鏡(TEM)、原子力顯微鏡(AFM)、熒光顯微鏡(FM）、熒光壽命儀和傅立葉紅外光譜對合成的QD

2、s的形貌特征和粒徑進行了表征。利用紫外-可見吸收光譜(UV-vis)、熒光光譜和共振瑞利散射(RRS)光譜、傅立葉變換紅外光譜(FTIR)研究了QDs與ct-DNA、司帕沙星和萬古霉素等抗生素之間的相互作用，討論了CdTe QDs在特定條件下與ct-DNA的熒光猝滅機理，并以此設(shè)計熒光探針實現(xiàn)了ct-DNA的高靈敏檢測;依據(jù)光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移機理及熒光可逆調(diào)控探究了CdTe QDs與司帕沙星之間的結(jié)合方式及作用機理，建立了一種以CdTe Q

3、Ds作熒光探針檢測司帕沙星的新方法;討論了CdTe QDs和萬古霉素之間相互作用過程中動態(tài)猝滅的電子轉(zhuǎn)移過程，建立一種以CdTe QDs為探針的萬古霉素傳感器的測定方法。
　　本論文開展的研究工作主要包括以下內(nèi)容:
　　1新型的功能化水溶性碲化鎘/硫化鎘量子點作熒光探針檢測檢測ct-DNA
　　以草甘膦(Glyp)為修飾劑來功能化核殼型CdTe/CdS量子點(Glyp-QDs)，并以此為熒光探針檢測ct-DNA。首先在

4、水相中合成巰基乙酸(TGA)修飾的CdTe/CdSQDs，然后用修飾劑Glyp來置換QDs表面的修飾劑TGA從而得到Glyp-CdTe/CdSQDs。用透射電子顯微鏡(TEM)、熒光顯微鏡(FM)、熒光壽命儀、傅立葉紅外光譜對合成的Glyp-CdTe/CdS QDs的形貌特征和粒徑進行了表征。同時利用傅立葉紅外光譜(FTIR)、熒光壽命、熒光(FL）光譜和RRS光譜研究了Glyp-CdTe/CdS QDs與ct-DNA的相互作用。傅立葉

5、紅外光譜(FTIR)顯示Glyp-CdTe/CdS QDs中的Glyp與ct-DNA以靜態(tài)束縛作用相結(jié)合從而促使Glyp-CdTe/CdS QDs的靜態(tài)猝滅，熒光壽命和紫外吸收同時顯示Glyp-CdTe/CdS QDs中的Glyp與ct-DNA結(jié)合作用為靜態(tài)化學(xué)結(jié)合而非動態(tài)電子轉(zhuǎn)移。這種靜態(tài)結(jié)合促使QDs熒光顯著猝滅和RRS急劇增強，在一定濃度范圍內(nèi)熒光猝滅強度和RRS增強程度均與ct-DNA的濃度成正比，呈現(xiàn)較好的線性關(guān)系，F(xiàn)L和RR

6、S法線性范圍分別為0.109～70μg mL-1和0.482～90μg mL-1，相應(yīng)的檢出限分別為0.0327μg mL-1和0.146μg mL-1。據(jù)此建立了以Glyp-CdTe/CdS QDs作探針測定ct-DNA的一種新方法。檢測結(jié)果令人滿意。
　　2水溶性碲化鎘量子點與司帕沙星的相互作用時的電子轉(zhuǎn)移機理及分析應(yīng)用
　　以谷胱甘肽(GSH)為穩(wěn)定劑，在水相中合成了GSH-CdTe QDs。谷胱甘肽自組裝在CdTe

7、QDs的表面形成帶負電的聚集體。在一定的pH值下，帶負電的CdTeQDs聚集體與司帕沙星(Sparfloxacin，SPF)通過相互作用會發(fā)生電子轉(zhuǎn)移過程，在光激發(fā)下，從GSH-CdTe QDs的外層電子電子層躍遷出的電子被SPF的空電子層所截獲從而導(dǎo)致電子不能回到GSH-CdTe QDs的內(nèi)層電子層，這個過程的中斷直接導(dǎo)致熒光發(fā)射的終止以及猝滅的產(chǎn)生?；贕SH-CdTe QDs為熒光探針檢測司帕沙星的方法具有較高的靈敏度，其相關(guān)線性

8、范圍為0.28-40.0μg·mL-1，相關(guān)系數(shù)為0.9983，檢出限為83.7 ng·mL-1。同時討論了CdTe QDs與司帕沙星相互作用動態(tài)猝滅的機理。用于水樣及人血清樣中的測定，結(jié)果令人滿意。
　　3紫外吸收和熒光光譜研究水溶性碲化鎘量子點與抗生素萬古霉素之間的相互作用機理并設(shè)計熒光開關(guān)檢測萬古霉素
　　一個簡單敏感的基于電子轉(zhuǎn)移機理的猝滅CdTe量子點熒光生物傳感器檢測萬在納克級檢測萬古霉素的方法首次提出。通過紫外

9、/可見(UV/vis)吸收和熒光(FL）光譜以及熒光壽命等檢測了萬古霉素和GSH-CdTe量子點之間的電子轉(zhuǎn)移過程。電子轉(zhuǎn)移的程度相關(guān)的熒光猝滅程度與萬古霉素濃度的增加在1.534 ng mL-1-20μgmL-1的濃度范圍內(nèi)成線性比例關(guān)系，檢出限為0.4605ng·mL-1。這種生物傳感器可以應(yīng)用于環(huán)境水樣、人血清試樣中檢測相關(guān)萬古霉素的含量，擁有超過95.8％的回收率。此外，我們還研究了其反應(yīng)機制，作用機理為動態(tài)猝滅的電子轉(zhuǎn)移(ET