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《天津理工大学》 2007年
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硫化物量子点光谱性能分析及其在生物医药上的应用

韩旭  
【摘要】: 量子点(quantum dots)又可称为半导体纳米微晶体(semiconductor nanocrystal),是一种由II-VI主族或III-V主族元素组成的,物理、化学性能稳定的,尺寸在1-10nm之间的纳米晶粒。由于纳米半导体粒子颗粒的尺寸与激子玻尔半径相当,并且具有大的比表面使得处于表面的原子与内部的原子有很大的区别,所以纳米颗粒的物理性质与体材料有明显不同。 近年来,半导体量子点由于其独特的性质越来越受到人们的重视,其研究内容涉及物理、化学、材料、生物等多学科,已成为一门新兴的交叉学科。量子点在生物材料荧光标记领域中的主要优点是可以使用同一激发光源同时进行多通道的检测。量子点这一特性在生物、医药上有广阔的应用前景。本论文针对硫化物量子点的光谱性能及其在生物医药上的应用开展研究,取得主要结果如下: 1、应用水相共沉淀法在低温下成功的制备了ZnS基质掺杂Mn离子量子点。通过XRD,HRTEM和紫外吸收光谱测试可以证明量子点粒径为5nm左右。由光谱性能分析可知ZnS:Mn2+量子点在585nm处有橙红色发射。揭示了ZnS掺杂Mn2+离子在4T1-6A1之间的橙红色发射的内在能级机制以及激活剂浓度等条件对发光性能的影响原因。通过制备ZnS:Mn2+/ZnS核-壳结构的量子点,使得发射光谱峰值位置红移7nm,实现了光谱的调控。 2、应用水相共沉淀法制备了ZnS:Cu量子点,经检测微晶的尺寸为5nm,在301nm光激发下获得了470nm的蓝色发射。引入电荷补偿机制和通过表面修饰的方法可以提高ZnS:Cu量子点的发射强度。改变激活剂的掺杂浓度,可以获得500nm处较强的绿色发射,实现了光谱的调控。 3、合成了在红外区域1179 nm处具有良好发射的PbS量子点。通过PbS量子点的透射电子显微镜照片,发现PbS量子点呈近球型结构,粒径为9.5nm。讨论了PbS量子点的发光过程,以及材料在纳米尺度范围所表现出的量子点尺寸效应的机理。 4、本论文还初步探索了将量子点应用于生物细胞和药物检测上。将已经制备成功的ZnS:Mn量子点经过表面修饰巯基乙酸后,应用于巨噬菌细胞检测可以看到量子点均已成功的与细胞相联接,且发光没有影响。研究了将经过修饰的量子点应用于水飞蓟宾与大豆磷脂包覆工艺上,应用一阶导数微分法得出磷脂浓度与水飞蓟宾混合体吸光度呈线性关系,通过分析得出磷脂的包覆浓度不应大于5%。
【学位授予单位】:天津理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:R318.51

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