水溶性CdTe量子点的制备、荧光特性分析及其对蛋白质标记的初步研究

2013年度本科生毕业论文（设计）水溶性CdTe量子点的制备、荧光特 性分析及其对蛋白质标记的初步研究 院 系： 理学院 物理系 专 业： 物理学专业 年 级： 2009级 学生姓名： 张清俊 学 号： 200902050126 导师及职称： 张宏伟（副教授） 2013年5月2013Annual Graduation Thesis (Project) of the College Undergraduate The preparation of water-soluble CdTe quantum dots, fluorescence analysis and the preliminary studies of protein interactionsDepartment:College of ScienceMajor: physicsGrade:2009Students Name: Qingjun ZhangStudent No.:200902050126Tutor: associate professor Hongwei Zhang May 2013 毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解红河学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。   作者签名： 指导教师签名：日期： 日期： 毕业论文（设计）答辩委员会(答辩小组)成员名单姓名职称单位备注闵琦教授红河学院主席（组长）王世恩教授红河学院王小兵教授红河学院丁志美实验师红河学院 红河学院本科毕业论文(设计）摘要 -族量子点(Quantum Dots)由于其独特的光学性质和在生物成像和荧光标记等方面的良好应用前景而受到广泛的关注，水溶性CdTe量子点具有特殊优良的可见光区发射性质，且激发谱连续分布，荧光峰位置可随量子点的物理尺寸进行调控，在激发光照射下，不同粒径的量子点发射出颜色不同的荧光，并且荧光强度高，半峰宽窄、稳定性好 ，作为生物荧光探针，有着机染料不可比拟的优异性。在生物识别及其检测方面具有潜在的应用前景，是近十年来研究的一个热点。量子点虽然在生物应用中取得了有意义的进展，但是如何制备出性能优异、稳定性高、水溶性好的量子点，目前还在探索之中。本文以巯基乙酸(HSCHCOOH，TGA)为稳定剂，NaHTe为前驱体水相合成水溶性CdTe量子点，改变制备条件 (反应温度、反应时间、反应浓度比、PH值) ，生成不同粒径、荧光强弱不同的量子点，分析荧光光谱和紫外-可见吸收光光谱峰位红移或蓝移。由于量子点特有的尺寸效应，可以得出量子点的尺寸变化，从光谱图上看出每种合成条件下的量子点的荧光强弱，比较各种制备条件，寻找出最优化的水相合成量子点制备条件。用量子点对蛋白质的标记后，发现量子点对蛋白质的结构有影响，并且它们之间会形成相互静电作用，蛋白质对量子点表面有修饰和稳定作用，初步研究与蛋白质偶联前后的量子点荧光光谱，分析光谱差异的原因。 通过荧光光谱分析，得到了制备量子点的最佳控制条件，(1)反应温度在100以下，温度越高，相同时间内量子点生长速度较快，荧光特性越明显图(3-4）可知90时荧光最强。（2)量子点随回流时间的增长峰位逐渐红移，荧光强度先增加后减小，0-8h时间内，图(3-3)6h时荧光效果最明显，随后又减弱。(3）PH过低，溶液中较大，影响巯基与镉离子的配位，随着PH值得增大，Cd-Te相互作用增强，PH=10.0时，量子点表面缺陷得到了很好的修饰，荧光效果最好。(4）在相同时间内，含Te-浓度越高的，生长速度越快，粒径尺寸变化越大，荧光强度越明显，荧光发射峰位越宽，因此，一定条件下，改变前驱体的浓度，能够影响量子点的生长速度。关键词：制备；水溶性CdTe量子点；荧光特性；蛋白质；标记。红河学院本科毕业论文(设计） AbstractII-VI quantum dots (Quantum Dots) due to their unique optical properties and in biological imaging and fluorescence labeling and other aspects of good application prospect and widespread concern, water-soluble CdTe quantum dots have visible light emission properties of special excellent, and excitation spectra of continuous distribution, the physical size of fluorescence peak position with the quantum the regulation, under excitation light with different particle size, quantum dots emit different colors of fluorescence, and high fluorescence intensity, narrow half-peak width, good stability, as biological fluorescent probes, has excellent machine dye incomparable. It has potential application prospect in the aspects of biological recognition and detection, is a hot research in recent ten years.Quantum dots while meaningful progress has been made in biological applications, but how to prepare high performance, high stability, water-soluble QDs good, at present is still exploring. In this paper, by using thioglycolic acid (HSCH, COOH, TGA) as the stabilizer, NaHTe as precursor aqueous synthesis of water-soluble CdTe quantum dots, changing the preparation conditions (reaction temperature, reaction time, concentration ratio, pH value), to generate different particle size, fluorescence intensity of quantum dots, analysis of fluorescence and UV - visible optical absorption spectra red-shift or blue-shift. Due to the size effect of quantum dot special, dimensions changes can be obtained from the spectra of quantum dots, the fluorescence intensity of quantum dots each synthetic conditions, comparison of various preparation conditions, find out the preparation conditions of quantum dots synthesized in aqueous solution of optimization system. With quantum dots of protein markers, found that quantum dots have an effect on the structure of the protein, and can form mutual electrostatic interactions between them, the protein of the quantum dot surface modification and stable effect, a preliminary study and protein coupling quantum dot fluorescent spectra, before and after the analysis of reason for the difference between the spectra.Through the analysis of fluorescence spectrum, optimal condition of the preparation of quantum dots (1) was obtained, the reaction temperature is below 100 , the higher the temperature, the quantum dot the same time faster growth, fluorescence characteristics more obvious diagram (3-4) shows 90 the highest fluorescence. (2) quantum dots along with the growth of the circumfl