水溶性CdTe/CdS近红外量子点的制备及其生物成像应用

摘要

发射波长在近红外区650-900 nm的量子点(QDs)由于其波长可穿透深层组织、减小组织自荧光干扰，在生物成像方面应用非常诱人。尽管在有机相和水相中已经开发出很多策略，但高质量的近红外量子点的合成还存在很多弊端：(1)高温有机相合成的量子点不溶于水，因此必须采用亲水性配体进行相转移，此过程多步操作，甚是繁琐，此外有机反应涉及试剂毒性大、价格昂贵；(2)大多数水相合成为多步法，由于前体极易氧化，其制备过程很难控制。因此，我们的目标是建立一种便捷的高质量近红外量子点的水相合成方法，并用于高灵敏生物成像。主要内容和结果如下：
　　 1.基于品格错配应力原理建立了一种简单的一步水相合成高荧光、小粒径近红外CdTe/CdS量子点合成方法。通过紫外-可见吸收和荧光发射光谱、X射线光电子能谱、X射线粉末衍射高分辨透射电子显微镜等对合成产物的光学性质、尺寸、形貌和晶体结构进行了表征。
　　 2.检测QD700(荧光发射峰在700 nm处的量子点)光稳定性和细胞毒性，以此来鉴定量子点的生物相容性。叶酸与QD700偶联制得QD-FA复合物，并用于人宫颈癌细胞靶向标记细胞成像。
　　 3.通过活体急性毒性和组织毒性分析对QD-FA活体毒理学进行研究，并借助活体成像系统观测了QD-FA靶向标记叶酸过度表达的人肝癌肿瘤小鼠模型过程。此QD-FA探针可以高效标记小鼠肿瘤部位并发射高强荧光，表明此探针具有非常高的靶向特异性和优异的生物相容性。
　　 总之，本文建立了一种便捷水相合成高荧光、小粒径近红外量子点的合成方法。此量子点探针在体外和活体标记中具有很高的灵敏度。本次成果为首次采用水相合成近红外量子点用于活体靶向标记。此性能优异的量子点可用作下一代近红外成像探针，并对癌症诊断的发展产生深远影响。

目录

文摘

英文文摘

基金项目

简略语表

第一章 绪论

1 前言

2 量子点简介

3 近红外量子点的制备

3.1 Ⅲ-Ⅴ近红外量子点(QDs)

3.2 Ⅳ-Ⅵ近红外量子点(QDs)

3.3 Ⅱ-Ⅵ近红外量子点(QDs)

3.4 核壳型和掺杂型近红外量子点(QDs)

4 近红外量子点的功能化修饰

4.1 量子点直接表面修饰

4.2 量子点表面生物分子修饰

5 近红外量子点应用

5.1 近红外量子点在生物分析中的应用

5.2 近红外量子点在化学分析中的应用

6 论文设计思想

第二章 高荧光、小粒径近红外CdTe/CdS量子点的合成

1 前言

2 材料与主要仪器

2.1 材料

2.2 主要仪器

3 实验方法

3.1 CdTe/CdS量子点的制备

3.2 CdTe/CdS量子点的表征

4 结果与分析

4.1 CdTe/CdS量子点的光学性能表征

4.2 CdTe/CdS量子点的结构和形貌分析

3.3 量子点生成机理探讨

5 本章小结

第三章 叶酸修饰的近红外量子点探针在宫颈癌细胞成像中的研究

1 前言

2 材料与主要仪器

2.1 材料

2.2 主要仪器

3 实验方法

3.1 细胞培养

3.2 QD700光稳定性和细胞毒性

3.3 制备叶酸修饰的CdTe/CdS量子点(QD-FA)

3.4 体外细胞试验

4 结果与分析

4.1 QD700稳定性和细胞毒性分析

4.2 QD-FA性能表征

4.3 激光共聚焦成像和流式细胞(FCM)分析

5 小结

第四章 叶酸修饰的近红外量子点探针在小鼠活体成像实验中的研究

1 前言

2 材料与主要仪器

2.1 材料

2.2 主要仪器

3 实验方法

3.1 急性毒性实验

3.2 组织毒性分析实验

3.3 实验动物和模型制作

3.4 活体成像

4 结果与分析

5 小结

全文总结

参考文献

致谢

附录