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《华中农业大学》 2010年
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量子点荧光共振能量转移体系的构建及其应用研究

王绪炎  
【摘要】:FRET技术作为一种高效的“光学分子尺”,可用来测量1.0-10.0 nm之间的距离,已被广泛地应用于分子间距离和分子结构的测定。量子点具有独特的光学性质及良好的生物相容性,量子点FRET在生物大分子相互作用、核酸检测、生物传感器及免疫分析等方面的研究取得了重大进展,并已成为FRET领域发展的一个新方向。本文以量子点为能量供体,有机染料为受体构建了FRET体系,并应用于研究量子点与生物大分子的相互作用;以量子点为能量供体和受体构建了一个FRET体系。主要研究内容及结果如下: 1.合成了巯基乙酸和谷胱甘肽分别修饰的荧光发射波长位于520 nm左右的CdTe量子点。以量子点为能量供体,罗丹明6G为受体,构建了CdTe量子点-罗丹明6G FRET体系,并应用于研究量子点与BSA相互作用。结果表明,BSA与量子点相互作用后,减小了量子点与罗丹明6G间的平均距离,进而提高了FRET体系的能量转移效率;初步探讨得出BSA是通过其色氨酸残基与量子点表面金属发生配位作用而直接结合到量子点表面这一作用机理。 2.合成了巯基乙酸修饰的荧光发射波长位于541 nm的CdTe量子点。以量子点为能量供体,罗丹明B为受体,构建了CdTe量子点-罗丹明B FRET体系,并将应用于研究量子点与核酸的相互作用。结果表明,DNA或RNA加入量子点溶液中后,引起了量子点荧光强度小幅度变化,但并未引起FRET体系能量转移效率的变化;pH值及离子强度的变化也未引起FRET体系能量转移效率的变化;反证实验初步推断量子点与核酸的作用方式是仅是表面结合。 3.合成了谷胱甘肽修饰的荧光发射波长分别位于532 nm和578 nm的CdTe量子点,并以短波长量子点为能量供体,长波长量子点为受体,在水溶液中构建了CdTe (G)量子点-CdTe (Y)量子点FRET体系。结果表明,CdTe (G)量子点与CdTe (Y)量子点之间能够发生荧光共振能量转移,能量转移效率随着能量供受体比的增大而提高;pH值的变化会影响FRET体系的能量转移效率,而离子强度的变化却未引起能量转移效率的变化;CTAB作为一种阳离子型联结剂能够引起CdTe量子点的聚集,进而提高FRET体系的能量转移效率。 本研究应用FRET技术考察了量子点对生物大分子的安全性,采用两种不同发射波长的量子点在水溶液中构建了一个FRET体系,为今后开发以量子点作为能量供体和受体构建新型的FRET生物探针提供了前期工作基础。
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