水溶性量子點的γ射線輻照制備及其生物效應(yīng)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(xué)和光學(xué)特性，在光電器件和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。量子點要在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用，除具備優(yōu)異的光學(xué)性能外，還應(yīng)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(xué)應(yīng)用中涉及的關(guān)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(yīng)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(zhǔn)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(xì)胞中的代謝、分布及毒性效應(yīng)，著重考察了紫外線照射條件下其毒性效應(yīng)情況，為量子點在生物醫(yī)學(xué)中的實際應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。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(jìn)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(yīng)條件對產(chǎn)物性能的影響，摸索出最佳制備條件；對反應(yīng)過程和機(jī)

3、理進(jìn)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(xué)性能、磁學(xué)性質(zhì)、細(xì)胞代謝及毒性情況等進(jìn)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(yīng)機(jī)理進(jìn)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(xì)胞的熒光標(biāo)記，在細(xì)胞內(nèi)部具有良好的光

4、學(xué)穩(wěn)定性和較小的細(xì)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(xué)和磁學(xué)性能。
　　 3)利用γ，射線對大分子殼聚糖進(jìn)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(yù)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(jìn)行了詳細(xì)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(xué)性

5、能進(jìn)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(xì)胞的熒光標(biāo)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(yīng)機(jī)理進(jìn)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(zhǔn)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(yīng)用空間；該輻照合成方法簡單易行，可推廣應(yīng)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(xué)性能進(jìn)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(xì)胞在含量子點培養(yǎng)液中的培養(yǎng)時間、細(xì)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(xì)胞中分布、代謝和細(xì)胞毒性情況的

7、影響，并對其作用機(jī)理進(jìn)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(xué)穩(wěn)定性進(jìn)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(xué)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(xì)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(xì)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(xì)胞毒性增強(qiáng)效果的影響