金属离子掺杂型的CdTe量子点对环境友好,易于表面功能化,且具有较高的光学特性和较低的细胞毒性等优势,在生物医药和新材料技术等研究中前景广阔。由于含有重金属离子以及当前很多制备方法所要求的条件相对苛刻,因此采用相对环保的合成方法构筑较为绿色的制备路线,尽量低毒或不涉及有毒化学品成分的参与,对表面缺陷进行改性等手段生产高量子效率、高良品率的和重现性高的量子点是当前亟待改进的重要问题。此外,金属量子点潜在的细胞毒性问题不可忽视,进一步阐明量子点的基因毒性,可为提高其生物相容性和拓宽临床诊断、活体成像等实际研究应用提供理论基础。本文从CdTe量子点（QDs）的合成方法优化着手,旨在结合CdTe:Zn²⁺QDs与生物大分子DNA的响应性识别研究,在分子水平上对比分析了不同尺寸的CdTe:Zn²⁺QDs与DNA作用的构效机制,阐明量子点与DNA的结合机理。实验中进一步巧妙的引入了抗生素头孢克肟作为猝灭剂,深入探讨了CdTe:Zn²⁺QDs与头孢克肟-DNA体系的结合机理,为后续DNA识别探针的开发提供参考依据。本论文研究内容如下:第一章:主要概述了金属化合物量子点当前的研究趋势、镉基量子点的合成方法进展及其生物应用现状,重点介绍了量子点与DNA之间相互作用的研究方法和光致电子转移机理的相关报道和应用进展。阐明了镉基量子点的生物应用优势和潜在的毒性问题,确定选题立意,从多角度探索镉基量子点合成方法的改进及其与DNA的相互作用的重要意义。第二章:通过水相法一锅制备了4种尺寸的CdTe:Zn²⁺QDs,逐步优化了最佳反应条件,考察了不同的pH、包覆剂以及生理缓冲条件对CdTe:Zn²⁺QDs光致性能的影响。借助紫外光谱（UV-Vis）、荧光光谱（PL）、X-射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）等技术手段探讨并验证了CdTe:Zn²⁺QDs的光学性质、尺寸、和量子效率,确定了最优的CdTe:Zn²⁺QDs制备条件。本章的研究为后续CdTe:Zn²⁺QDs与DNA相互作用提供基础参数。第三章:借助多光谱技术和电化学法相结合系统的研究了CdTe:Zn²⁺QDs与小牛胸腺DNA在pH响应条件下,其相互识别的猝灭机制、作用模式、热力学参数、构象变化等。考察对比了不同尺寸的CdTe:Zn²⁺QDs对体系的影响程度,且实验中首次引入了电化阻抗法来探究不同粒径的CdTe:Zn²⁺QDs的尺寸效应。本章的结论为从分子水平上理解量子点与DNA的作用机理提供参考信息。第四章:选用头孢克肟（Cefixime）作为猝灭分子,基于CdTe:Zn²⁺QDs量子点的光致电子转移（PET）过程,构筑了荧光可逆的CdTe:Zn²⁺QDs-Cefixime-小牛胸腺DNA三元体系新型传感系统。借助多光谱法、分子对接技术、电化学方法和原子力显微镜表征等方法相结合,多方位的考察了CdTe:Zn²⁺QDs-Cefixime-DNA体系的相互作用机制,分析了形成荧光可逆开关的成因。结合红外光谱和分子对接技术进一步证实了Cefixime参与CdTe:Zn²⁺QDs和DNA反应的主要基团。本研究可为后续开发抗生素的高灵敏检测以及DNA识别探针提供有价值的参考。第五章:对全文进行归纳总结,对后续金属化合物半导体量子点可待研究的方向提出建设性的意见。