基于[Ru(bpy)3]2+的荧光纳米温度传感器的制备与研究

摘要

温度几乎是所有体系的一个基本物理参量。温度的精确测量对了解体系的状态与控制体系内过程的进行具有重要的意义。同样在生物体系中，温度是一个极其重要的关键物理参量。在最小的生物体单位——细胞内，众多细胞活动都受温度的影响。比如蛋白质合成，基因表达，细胞呼吸等。因此，知道细胞内温度变化对了解细胞活动具有非常重要的作用。同时，病变细胞的温度会明显高于正常细胞，例如肿瘤细胞。因此，测量细胞内温度对一些新方法治疗癌症，例如金纳米棒激光高热治疗法，具有非常重要的参考价值。所以本论文旨在研究可以用于细胞内温度探测的纳米温度传感器。
　　钌(Ru2+)配合物具有热力学稳定性好、寿命长、低毒性及发光性能良好等特点。由于钌配合物的特殊能级结构，其发光容易受到温度的影响。因此，本论文使用三吡啶氯化钌(Ⅱ)作为荧光温度探针制备了纳米温度传感器，并研究了其对细胞内温度变化的探测。
　　本文主要研究内容如下:
　　1.采用改进的St(o)ber法制备出单分散性好、尺寸小(＜100nm)的二氧化硅纳米颗粒。在此方法基础上制备出掺杂了[Ru(bpy)3]2+分子的二氧化硅纳米颗粒。并用多聚赖氨酸(PLL)对纳米颗粒做表面修饰，提高其生物亲和性。
　　2.基于([Ru(bpy)3]2+@SiO2)@PLL纳米颗粒的发光，对其在体外和体内的温敏探测进行相关研究。获取了其作为纳米温度传感器的基础数据。
　　3.在金纳米棒表面生长二氧化硅包覆层，为进一步研究利用荧光增强提高染料掺杂纳米颗粒的温度敏感度提供基础。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 荧光纳米生物温度传感器

1．1．1 纳米温度传感器研究背景

1．1．2 荧光纳米温度传感器

1．2 荧光检测技术

1．2．1 荧光与荧光染料

1．2．2 荧光检测

1．2．3 [Ru(bpy)3]2+染料分子

1．3 二氧化硅纳米材料

1．3．1 二氧化硅纳米材料的性质

1．3．2 二氧化硅纳米材料的制备

1．4 核壳结构纳米材料

1．4．1 核壳纳米结构的形成机理

1．4．2 金纳米棒

1．5 本文的主要工作

2 荧光掺杂二氧化硅纳米颗粒制备与表面修饰

2．1 实验试剂与设备

2．2 二氧化硅纳米颗粒的制备与表征

2．2．1 二氧化硅纳米颗粒的制备

2．2．2 二氧化硅纳米颗粒的表征

2．3 荧光掺杂二氧化硅纳米颗粒的制备与表征

2．3．1 荧光掺杂二氧化硅纳米颗粒的制备

2．3．2 荧光掺杂二氧化硅纳米颗粒的表征

2．4 氧气对荧光掺杂纳米颗粒的影响

2．5 [Ru(bpy)3]2+@SiO2纳米颗粒的表面修饰与表征

2．5．1 [Ru(bpy)3]2+@SiO2纳米颗粒的表面修饰

2．5．2 荧光掺杂纳米颗粒表面修饰的表征

2．6 ([Ru(bpy)3]2+@siO2)@PLL纳米颗粒的细胞毒性检测

2．6．1 实验试剂与仪器

2．6．2 细胞培养溶液配置

2．6．3 MTT细胞毒性检测法

2．6．4 荧光纳米颗粒的细胞毒性测试分析

2．7 本章小结

3 [Ru(bpy)3]2+@SiO2纳米颗粒的温敏特性研究

3．1 实验试剂与仪器设备

3．2 金纳米棒的制备与表征

3．3 [Ru(bpy)3]2+@SiO2纳米颗粒的温敏特性研究

3．3．1 [Ru(bpy)3]2+@SiO2纳米颗粒在体外的温敏特性研究

3．3．2 [Ru(bpy)3]2+@SiO2纳米颗粒在细胞内的温敏特性研究

3．4 本章小结

4 二氧化硅对金纳米棒的表面修饰

4．1 实验试剂与仪器设备

4．2 AuNR@SiO2核壳纳米结构的制备与表征

4．2．1 AuNR@SiO2核壳纳米结构的制备

4．2．2 AuNR@SiO2核壳纳米结构的表征

4．3 本章小结

5 结论

参考文献

作者简历及攻读硕士／博士学位期间取得的研究成果

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