基于金量子点、氧化锌量子点的纳米功能材料制备及其在细胞成像、药物控释方面的应用基础探究

【摘要】目前,纳米技术正处在蓬勃发展的历史时期,它将人们对自然界的认识深入到纳米尺度,促使人们更加深刻地理解和认识物质的本质,揭示出这一维度下物质的诸多特性,如量子尺寸效应、小尺寸效应等。纳米技术研究涉及到化学、生物学、物理学、材料学等诸多学科,是时下一门多学科交叉融合的研究热点领域。随着研究的逐步深入,纳米技术在疾病的预防、诊断、治疗等多个方面应用价值已被广泛探究,有望推动分析化学、生物医学的革命性发展。量子点作为一种粒径普遍在纳米级的颗粒材料,具有良好的荧光发射现象。自1998年量子点被首次用以生物成像领域,即揭开了量子点生物应用的序幕,不过早期被广泛使用的硒化镉、碲化镉等量子点,尽管其与传统有机染料相比具备诸多的优势,但也伴随着一些难以克服的困难,其中最突出的便是生物安全性的问题。于是,人们开始把目光投向更具生物相容性的其他不含镉的新型量子点研究。本论文工作正是基于目前这一研究背景,以新型的发光金量子点、氧化锌量子点为研究载体,发展了这种具备良好生物相容性、水溶性的新型发光材料,从多个方面进行了分析探究。第一章,系统的阐述了发光金纳米材料的研究进展,揭示了人们对发光金纳米材料的不断深入的认识历程,并从金量子点的制备、表征、性质、应用等多个方面尝试进行了较为详细的总结。同时,对氧化锌量子点的研究进展也进行了较为详细的总结,并对目前常用的药物控制释放体系的设计策略进行了小结。通过这些文献调研,为后续实验的设计、实验开展打下了良好的基础。第二章,通过使用微乳法构建了二氧化硅包裹金量子点的新型复合发光纳米材料,这种纳米复合材料具备良好的水溶性、发光性能、生物相容性,同时,借助于硅烷化试剂,其表面非常易于进行功能化修饰。此外,通过这种复合纳米材料的构建,使得产物非常易于离心分离操作,这就方便了后续的实验操作。在实验中进一步采用嫁接的方法将功能性叶酸分子修饰于复合材料表面,使之具备了针对叶酸受体过量表达的肿瘤细胞的靶向识别功能,进而实现对这类肿瘤细胞的靶向细胞成像。第三章,创新性发展了一种可制备荧光发射波长可调的发光金量子点的合成方法,即通过调节11-巯酸和青霉胺这两种有机分子的不同混合比例,使之与预先制备的金纳米种子溶液在一定条件下反应,便可得到不同发光波长的金量子点,这是一种非常新颖的制备多波长荧光发射金量子点的方法。进而我们对所得产物进行了包括紫外光谱、荧光光谱、透射电镜、X射线光电子能谱等各种表征,为进一步深入理解金发光原理提供了有力的实验依据。同时,实验还尝试使用11-巯酸、谷胱甘肽、半胱氨酸、3-巯基丙酸进行了比较实验,发现只有半胱氨酸与11-巯酸一定比例混合可以获得与11-巯酸和青霉胺混合类似的多波长荧光发射产物,进而推测出氨基、巯基及这两种基团间的距离在本实验方法中是非常重要的影响因素。此外,实验还考察了所获产物在细胞成像应用方面的潜在价值,以及进行了细胞活力测试。第四章,利用氧化锌量子点的pH敏感特点,使之负载药物分子阿霉素,构建了一种新型的pH响应的药物控释系统,这种新型的药物体系在生理条件(pH7.4)下具备较为稳定的特点,而在酸性条件时,氧化锌量子点分解,如此便释放出了阿霉素药物分子。这种新型的药物控释体系具备多种优势,如较之常用的介孔硅载药系统,它具有较高的药物释放率,同时也比较容易被生理代谢得以清除。本实验详细的考察了这一新型药物控释体系在体外及在人胶质瘤细胞中的控制释放过程,发现这一药物控释体系具备良好的肿瘤细胞杀伤能力并可实现pH控制药物释放,这为今后的肿瘤化疗过程中如何减少副作用提供了一条新的思路。第五章,首先对论文工作进行了较为全面的总结,进而基于在实验过程中积累的经验,以及在文献调研过程中发现的问题,提出了多个可进一步深入研究的方向,这些被提出的问题有望在今后的研究中被逐步解决。这样,必将极大的丰富人们对金量子点、氧化锌量子点的进一步认识,通过合理的运用,最终造福人类。
【作者】张正勇；
【导师】孔继烈；
【作者基本信息】复旦大学，分析化学，2013，博士
【关键词】纳米材料；金量子点；氧化锌量子点；细胞成像；药物控制释放；

【参考文献】
[1]徐冬敏.案例教学法在政治中考总复习中的运用[D].苏州大学,学科教学（专业学位）,2012,硕士.
[2]孙娇丽.神经调节蛋白1介导星形胶质细胞活化在慢性神经病理性疼痛发生发展中的作用研究[D].华中科技大学,麻醉学,2013,硕士.
[3]谢强.摆动叉式ALT-ALT光电人卫跟踪仪分析与设计[D].中国科学院研究生院（上海天文台）,天体测量与天体力学,2003,硕士.
[4]孙莹莹.电流型全桥单级PFC变换器无源无损缓冲技术研究[D].哈尔滨工业大学,电气工程,2013,硕士.
[5]郭娅.哲学中的新突现论研究[D].华中师范大学,马克思主义哲学,2013,硕士.
[6]王兰.简约主义在居住区景观设计中的应用[D].景德镇陶瓷学院,设计艺术学,2014,硕士.
[7]黄丕.我国政府雇员的养老保障研究[D].广西民族大学,社会保障,2013,硕士.
[8]唐音.《学衡》英诗翻译的语言规范研究[D].四川外国语大学,英语语言文学,2013,硕士.
[9]刘欣.淋巴结切除术对上皮性卵巢癌预后的meta分析[D].山东大学,临床医学（专业学位）,2013,硕士.
[10]陈迪,张森.基子模型的数据挖掘系统在大坝监控中的应用[J].今日科技,2005,02:40-42.
[11]吴小明.考虑气象条件下的电力系统短期负荷预测研究[D].浙江大学,2003.
[12]王晓红.重叠频分复用技术的研究[D].西安科技大学,电路与系统,2014,硕士.
[13]刘涛.小跨高比纤维增强混凝土连梁抗震性能试验研究[D].长安大学,建筑与土木工程（专业学位）,2013,硕士.
[14]金文君.美国大学生零起点汉字习得情况分析及教学设计[D].西北大学,汉语国际教育（专业学位）,2014,硕士.
[15]张月星.弹炮结合武器系统总体设计研究[D].中北大学,兵器发射理论与技术,2014,硕士.
[16]谢蒂旎,彭洪尚,黄世华,由芳田,王小卉.水热法促进EuVO_4@YVO_4核壳结构纳米颗粒中Eu~(3+)的扩散及其对发光性能的影响[J].物理学报,2014,14:341-346.
[17]许文超.混杂运行条件下高速铁路动车组运用优化研究[D].北京交通大学,2013.
[18]刘壮.ABS系统动力学仿真分析[D].东北大学,车辆工程,2009,硕士.
[19]余倩.潜流带砷迁移水动力—水化学过程监测与耦合模拟研究[D].中国地质大学,地下水科学与工程,2014,博士.
[20]邓颖婷.当代大学生就业性别差异研究[D].华中师范大学,高等教育学,2013,硕士.
[21]于宝池,张志礼.基于矿产资源丰度系数征收资源税的方法[J].有色金属(矿山部分).2001(06)
[22]孙萌.基于同义词替换的即时通信隐藏系统的研究与实现[D].西安电子科技大学,计算机系统结构,2012,硕士.
[23]唐亮.遵义现代烟草农业发展战略研究[D].湖南农业大学,农业推广,2012,硕士.
[24]江崃.甲基丙烯酰胺接枝增重真丝纤维的引发体系研究[D].浙江理工大学,纺织化学与染整,2013,硕士.
[25]熊大柱.一种7自由度生机电假肢手臂的结构设计及运动学分析[D].华中科技大学,机械电子工程,2013,硕士.
[26]孟菲.中国农村社会养老保险缴费问题研究[D].东北农业大学,金融学,2013,硕士.
[27]胡明霞.唐诗蝉意象研究[D].湖北大学,古代文学,2012,硕士.
[28]刁顺,杨慧珠,许云.地震衍射CT中的震源函数与入射场[J].石油地球物理勘探,1994,04:434-440+534.
[29]王瑚.刀具一体化管理——制造业刀具管理的发展方向[J].工具技术.2004(09)
[30]黄曼.论青花装饰在现代生活陶艺中的运用[D].景德镇陶瓷学院,美术学,2014,硕士.
[31]张北海.茶叶连锁经营研究[D].福建农林大学,农村与区域发展,2012,硕士.
[32]田园.当代绘画的“微视角”表现探微[D].西南大学,美术学,2014,硕士.
[33]陈文峰.中国共产党与日本共产党的党际外交[D].青岛大学,国际关系,2013,硕士.
[34]陈欣然.基于数据挖掘技术的近15年反流性食管炎中医临床期刊文献研究[D].北京中医药大学,中医医史文献,2014,硕士.
[35]陈德君.人格测评在T公司人员招聘中的应用研究[D].苏州大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[36]宫林林,章巧芳,陈福才,翁金学,徐晓初.气钉枪流场压力特性实验研究[J].轻工机械,2012,05:33-36+41.
[37]冯磊.建设银行西固支行个人电子银行业务营销策略研究[D].兰州大学,金融,2014,硕士.
[38]王雅婷.BY房地产公司营销策略研究[D].宁夏大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[39]张显荣.教师视角下自主学习实施现状的调查研究[D].东北师范大学,教育,2012,硕士.
[40]章怿霏.面向行业应用软件产品线工程的领域框架的研制和应用[D].杭州电子科技大学,计算机技术,2014,硕士.
[41]刘爱兵.乳酸克鲁维斯酵母（Kluyveromyces lactis）乳糖酶基因的克隆、表达及酶学性质分析[D].西南农业大学,细胞生物学,2004,硕士.
[42]程玉欣.海水叶绿素现场检测仪的研制与性能研究[D].河北科技大学,环境科学与工程,2013,硕士.
[43]胡莹莹.校园侵权民事责任研究[D].苏州大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[44]申玉坤,申玉璞,张龙娇,潘一峰.功能性氧化石墨烯-β-环糊精/利多卡因包合物的制备及其质量评价[J].药物分析杂志,2014,10:1812-1816.
[45]杨凡.microRNA-1对宣威肺癌细胞生长抑制的研究[D].云南中医学院,中西医结合基础,2012,硕士.
[46]龚惠群,黄超,彭江平.具有双时间维约束的股票序列模式挖掘[J].计算机工程,2003,20:87-88+134.
[47]龙雨萍.E时代重庆旅游网络营销策略探讨[D].西南师范大学,2005.
[48]谷佳奇.基于ARM的车载防盗复合生物特征识别系统[D].吉林大学,软件工程,2012,硕士.
[49]纪珍.谷氨酰胺对大鼠视网膜兴奋性损伤的保护作用[D].青岛大学,眼科学,2013,硕士.
[50]王明洋,吴凡,孙梦潇.基于石墨烯开发的高分子复合材料在电磁屏蔽领域中的应用[J].科学通报,2014,18:1681-1687.