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半导体量子点荧光激发光谱宽且连续分布,其发射光谱呈对称高斯分布且半峰宽较窄,还具有不易发生光漂白,荧光量子产率高及斯托克位移大等优点。自组装膜(SAMs)由于具有易制备、稳定性好和能预先进行表面设计等特点引起人们极大的兴趣,近年来发展迅速,在化学和生物化学传感方面获得了广泛的应用。本文讨论了不同稳定剂制备的CdTe量子点的性质差异,并将性能优良的量子点纳米材料通过静电吸引等作用自组装到石英片上,进而实现对DNA特定序列的高灵敏度、低检测限的识别。能量转移荧光分析已经成为现代分子发光光谱研究的重要方向之一,其应用非常广泛。
本文探讨了CdTe量子点及其自组装膜与罗丹明B在溶液相、膜/液界面相间的共振能量转移,并研究自组装膜组装的层数对膜上CdTe与罗丹明B间能量转移的影响。荧光分析法具有高灵敏度、高选择性、样品量少和方法简单等优点,使其在物质的测定中有独到之处。而比率荧光信号由于引入自动校准功能提高了检测的准确度使其优于单一荧光强度响应信号,可实现高精确性检测。比率传感一个突出优点就是通过强度比值的变化提高动态响应的范围,建立起内标从而极大地削弱环境因素的干扰。本文将纳米自组装技术和“内标”式荧光探针检测方法结合起来,构建了“内标”式双重荧光自组装膜,可极大地提高荧光定量分析的灵敏度。本文主要研究内容如下:
⑴采用巯基乙酸(TGA)、巯基丙酸(MPA)及其混合稳定剂在水相中制备了CdTe量子点,并对其光学性能进行了比较,研究表明TGA和MPA混合稳定的CdTe QDs尺寸更均一,荧光量子产率更高。将制备的CdTe QDs通过静电吸引作用组装到石英基底上,将互补靶DNA(c-target)固定到膜表面,构建荧光性自组装膜Quartz/PDDA/CdTe/中间体/c-target体系,并将自组装技术与荧光分析方法相结合,在固液界面上实现膜上互补靶DNA与纳米金标记探针DNA分子发生杂交而引起荧光变化,实现对DNA特定序列的无荧光标记的界面荧光识别。
⑵研究水溶液中CdTe QDs作为能量给予体,罗丹明B作为能量接受体的共振能量转移体系。构建Quartz/PDDA/CdTe自组装膜体系,研究此膜与罗丹明B在膜/液界面能量转移。同时还构建了Quartz/PDDA/CdTe/CS/PSS/RB和Quartz/PDDA/CdTe/CS/PSS/CS/PSS/RB自组装膜,探讨CdTe和RB间组装层数对能量转移的影响。
⑶采用RB为荧光探针,CdTe为内标,利用分子自组装技术构建了Quartz/PDDA/CdTe/APES/PSS/RB双荧光自组装膜。所构建的自组装膜双重荧光强度比I2/I1(I1为RB的荧光强度,I2为CdTe的荧光强度)不随检测器电压的波动、仪器的平滑度、狭缝比和传感器位置的移动等微环境变化而变化,有效地降低了这些因素对实验结果的影响,提高了荧光分析的准确性。