水溶性CdTe量子點(diǎn)的制備熒光特性分析和對(duì)蛋白質(zhì)標(biāo)記的初步研究

1、 .PAGE26 / NUMPAGES362013年度本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）水溶性CdTe量子點(diǎn)的制備、熒光特 性分析與其對(duì)蛋白質(zhì)標(biāo)記的初步研究 院 系： 理學(xué)院 物理系 專 業(yè)： 物理學(xué)專業(yè) 年 級(jí)： 2009級(jí) 學(xué)生： 清俊 學(xué) 號(hào)： 6 導(dǎo)師與職稱： 宏偉（副教授） 2013年5月2013Annual GraduationThesis (Project) oftheCollegeUndergraduateThe preparation of water-soluble CdTe quantum dots, fluorescence analysis and the preliminary

2、 studies of protein interactionsDepartment:College of ScienceMajor: physicsGrade:2009Students Name: Qingjun ZhangStudent No.:6Tutor: associate professor Hongwei Zhang May 2013畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）原創(chuàng)性聲明本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作與取得的研究成果。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的容外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含其他個(gè)人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對(duì)本論文（設(shè)計(jì)）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在

3、文中作了明確說明并表示意。 作者簽名： 日期： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）授權(quán)使用說明本論文（設(shè)計(jì)）作者完全了解紅河學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的規(guī)定，學(xué)校有權(quán)保留論文（設(shè)計(jì)）并向相關(guān)部門送交論文（設(shè)計(jì)）的電子版和紙質(zhì)版。有權(quán)將論文（設(shè)計(jì)）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)入學(xué)校圖書館被查閱。學(xué)校可以公布論文（設(shè)計(jì)）的全部或部分容。的論文（設(shè)計(jì)）在解密后適用本規(guī)定。 作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名：日期： 日期： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）答辯委員會(huì)(答辯小組)成員職稱單位備注閔琦教授紅河學(xué)院主席（組長）王世恩教授紅河學(xué)院王小兵教授紅河學(xué)院丁志美實(shí)驗(yàn)師紅河學(xué)院摘要-族量子點(diǎn)(Quantum Dots)由

4、于其獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)和在生物成像和熒光標(biāo)記等方面的良好應(yīng)用前景而受到廣泛的關(guān)注，水溶性CdTe量子點(diǎn)具有特殊優(yōu)良的可見光區(qū)發(fā)射性質(zhì)，且激發(fā)譜連續(xù)分布，熒光峰位置可隨量子點(diǎn)的物理尺寸進(jìn)行調(diào)控，在激發(fā)光照射下，不同粒徑的量子點(diǎn)發(fā)射出顏色不同的熒光，并且熒光強(qiáng)度高，半峰寬窄、穩(wěn)定性好 ，作為生物熒光探針，有著機(jī)染料不可比擬的優(yōu)異性。在生物識(shí)別與其檢測(cè)方面具有潛在的應(yīng)用前景，是近十年來研究的一個(gè)熱點(diǎn)。量子點(diǎn)雖然在生物應(yīng)用中取得了有意義的進(jìn)展，但是如何制備出性能優(yōu)異、穩(wěn)定性高、水溶性好的量子點(diǎn)，目前還在探索之中。本文以巰基乙酸(HSCHCOOH，TGA)為穩(wěn)定劑，NaHTe為前驅(qū)體水相合成水溶性CdTe量

5、子點(diǎn)，改變制備條件 (反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)濃度比、PH值) ，生成不同粒徑、熒光強(qiáng)弱不同的量子點(diǎn)，分析熒光光譜和紫外-可見吸收光光譜峰位紅移或藍(lán)移。由于量子點(diǎn)特有的尺寸效應(yīng)，可以得出量子點(diǎn)的尺寸變化，從光譜圖上看出每種合成條件下的量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)弱，比較各種制備條件，尋找出最優(yōu)化的水相合成量子點(diǎn)制備條件。用量子點(diǎn)對(duì)蛋白質(zhì)的標(biāo)記后，發(fā)現(xiàn)量子點(diǎn)對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)有影響，并且它們之間會(huì)形成相互靜電作用，蛋白質(zhì)對(duì)量子點(diǎn)表面有修飾和穩(wěn)定作用，初步研究與蛋白質(zhì)偶聯(lián)前后的量子點(diǎn)熒光光譜，分析光譜差異的原因。通過熒光光譜分析，得到了制備量子點(diǎn)的最佳控制條件，(1)反應(yīng)溫度在100以下，溫度越高，一樣時(shí)間量子點(diǎn)生

6、長速度較快，熒光特性越明顯圖(3-4）可知90時(shí)熒光最強(qiáng)。（2)量子點(diǎn)隨回流時(shí)間的增長峰位逐漸紅移，熒光強(qiáng)度先增加后減小，0-8h時(shí)間，圖(3-3)6h時(shí)熒光效果最明顯，隨后又減弱。(3）PH過低，溶液中較大，影響巰基與鎘離子的配位，隨著PH值得增大，Cd-Te相互作用增強(qiáng)，PH=10.0時(shí)，量子點(diǎn)表面缺陷得到了很好的修飾，熒光效果最好。(4）在一樣時(shí)間，含Te-濃度越高的，生長速度越快，粒徑尺寸變化越大，熒光強(qiáng)度越明顯，熒光發(fā)射峰位越寬，因此，一定條件下，改變前驅(qū)體的濃度，能夠影響量子點(diǎn)的生長速度。關(guān)鍵詞：制備；水溶性CdTe量子點(diǎn)；熒光特性；蛋白質(zhì)；標(biāo)記。AbstractII-VI qua

7、ntum 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 spect

8、ra 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 biologi

9、cal 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

10、 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, reac

11、tion 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

12、 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 th

13、at 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

14、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 charact

15、eristics more obvious diagram (3-4) shows 90 the highest fluorescence. (2) quantum dots along with the growth of the circumfluence time peak gradually red shift of fluorescence intensity first increases then decreases, 0 to 8 h, figure (3-3) fluorescence effect is most obvious when 6 h, and then wan

16、e(3) PH is too low, the larger effect of thiol solution, and cadmium ions, with increasing PH value, the interaction of Cd-Te enhancement, PH=10.0, surface defects of QDs has been very good modification effect is the best, fluorescence. (4) in the same time, with the higher concentration of Te-, the

17、 faster the growth, size change is more obvious, fluorescence intensity, fluorescence emission peak width, therefore, under certain conditions, changing the concentration of precursor, can affect the growth of quantum dots.Keywords: preparation; water soluble CdTe quantum dots; fluorescence; protein

18、; marking.目錄TOC o 1-3 h z uHYPERLINK l _Toc356896738引言 PAGEREF _Toc356896738 h 1HYPERLINK l _Toc356896739第一章緒論 PAGEREF _Toc356896739 h 2HYPERLINK l _Toc3568967401. 1量子點(diǎn)概述 PAGEREF _Toc356896740 h 2HYPERLINK l _Toc3568967411.1.1量子點(diǎn) PAGEREF _Toc356896741 h 2HYPERLINK l _Toc3568967421.1.2量子點(diǎn)的基本性質(zhì) PAGERE

19、F _Toc356896742 h 2HYPERLINK l _Toc3568967431.2光譜法研究生物蛋白質(zhì)大分子相互作用的理論基礎(chǔ) PAGEREF _Toc356896743 h 4HYPERLINK l _Toc3568967441.2.1紫外一可見吸收光譜法 PAGEREF _Toc356896744 h 4HYPERLINK l _Toc3568967451.2.2熒光光譜法 PAGEREF _Toc356896745 h 5HYPERLINK l _Toc356896746第二章水溶性CdTe量子點(diǎn)的制備 PAGEREF _Toc356896746 h 7HYPERLINK l

20、 _Toc3568967472.1實(shí)驗(yàn)試劑 PAGEREF _Toc356896747 h 7HYPERLINK l _Toc3568967482.2 實(shí)驗(yàn)儀器 PAGEREF _Toc356896748 h 7HYPERLINK l _Toc3568967492.3在不同合成條件下水相制備水溶性CdTe量子點(diǎn) PAGEREF _Toc356896749 h 7HYPERLINK l _Toc3568967502.3.1二次蒸餾水的制備 PAGEREF _Toc356896750 h 7HYPERLINK l _Toc3568967512.3.2前驅(qū)體反應(yīng)液NaHTe的制備 PAGEREF _

21、Toc356896751 h 8HYPERLINK l _Toc3568967522.3.3CdTe量子點(diǎn)的生成 PAGEREF _Toc356896752 h 8HYPERLINK l _Toc3568967532.3.4改變合成條件制備不同的CdTe量子點(diǎn) PAGEREF _Toc356896753 h 8HYPERLINK l _Toc3568967542.3.5實(shí)驗(yàn)過程中注意事項(xiàng)總結(jié) PAGEREF _Toc356896754 h 11HYPERLINK l _Toc356896755第三章 CdTe量子點(diǎn)的熒光光譜和紫外-可見吸收光光譜分析 PAGEREF _Toc356896755

22、 h 12HYPERLINK l _Toc3568967563.1紫外燈照射下產(chǎn)生的熒光現(xiàn)象 PAGEREF _Toc356896756 h 12HYPERLINK l _Toc3568967573.2不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)量子點(diǎn)熒光特性的影響 PAGEREF _Toc356896757 h 13HYPERLINK l _Toc3568967583.3反應(yīng)溫度對(duì)量子點(diǎn)熒光特性的影響 PAGEREF _Toc356896758 h 13HYPERLINK l _Toc3568967593.4溶液PH值對(duì)量子點(diǎn)熒光特性的影響 PAGEREF _Toc356896759 h 14HYPERLINK l _T

23、oc3568967603.5反應(yīng)物離子比對(duì)量子點(diǎn)熒光特性的影響 PAGEREF _Toc356896760 h 15HYPERLINK l _Toc3568967613.6量子點(diǎn)紫外-可見吸收光光譜和熒光光譜 PAGEREF _Toc356896761 h 16HYPERLINK l _Toc3568967623.7量子點(diǎn)的粒徑分析 PAGEREF _Toc356896762 h 17HYPERLINK l _Toc356896763第四章 CdTe量子點(diǎn)對(duì)蛋白質(zhì)標(biāo)記的初步研究 PAGEREF _Toc356896763 h 18HYPERLINK l _Toc3568967644.1量子點(diǎn)對(duì)

24、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響 PAGEREF _Toc356896764 h 18HYPERLINK l _Toc3568967654.2量子點(diǎn)與蛋白質(zhì)的靜電相互作用 PAGEREF _Toc356896765 h 20HYPERLINK l _Toc3568967664.3蛋白質(zhì)對(duì)量子點(diǎn)表面的修飾和穩(wěn)定作用 PAGEREF _Toc356896766 h 21HYPERLINK l _Toc3568967674.4量子點(diǎn)與蛋白質(zhì)偶聯(lián)前后熒光光譜分析 PAGEREF _Toc356896767 h 21HYPERLINK l _Toc356896768第五章結(jié)論與展望 PAGEREF _Toc356896

25、768 h 23HYPERLINK l _Toc356896769參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc356896769 h 24HYPERLINK l _Toc356896770致 PAGEREF _Toc356896770 h 25引言納米科學(xué)技術(shù)的基本涵義是在納米尺寸(1010m)圍認(rèn)識(shí)和改造自然，通過直接操作和組裝原子、分子創(chuàng)造新的物質(zhì)。它是誕生于20世紀(jì)80年代末并迅速崛起的一種新科技。納米科技是二十一世紀(jì)科技產(chǎn)業(yè)革命的重要容之一，是高度交叉的綜合學(xué)科，包括物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)和電子學(xué)等。納米粒子因具有自身的特性，使其在發(fā)光材料、光敏傳感器等方面具有廣闊的應(yīng)用前景，近幾年，在

26、納米粒子的合成和性質(zhì)改造上取得的顯著成果使得納米粒子的熒光標(biāo)記在生物學(xué)上的應(yīng)用也開始嶄露頭角。在材料領(lǐng)域“納米熱”中，納米半導(dǎo)體材料脫穎而出納米半導(dǎo)體是低維半導(dǎo)體，包括零維材料(量子點(diǎn))，量子點(diǎn)具有優(yōu)良的光譜特征和光化學(xué)穩(wěn)定性，其中研究較多的為(=、)1。量子點(diǎn)外觀類似點(diǎn)狀物，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，部電子在各個(gè)方向上受到限制，因此量子限域效應(yīng)特別顯著，這種效應(yīng)使得量子點(diǎn)具有獨(dú)特的光、電、熱和力學(xué)等性質(zhì)。II一VI型量子點(diǎn)的熒光特性比傳統(tǒng)熒光染料具有明顯的優(yōu)越性;它是多電子體系，熒光效率遠(yuǎn)高于單個(gè)分子;量子點(diǎn)熒光發(fā)射波長可通過粒徑大小加以調(diào)節(jié)，不同大小的量子點(diǎn)能被單一波長的光激發(fā)而發(fā)出不同顏色的熒光，可實(shí)現(xiàn)

27、同時(shí)檢測(cè).II一 VI型量子點(diǎn)的熒光可以持續(xù)很長時(shí)間而不褪色.因此在生物顯像和分子生物探針以與DNA分子標(biāo)記與診斷方面具有廣泛的應(yīng)用。第一章 緒論1. 1量子點(diǎn)概述1.1.1量子點(diǎn)量子點(diǎn)(QDs, quantum dots )，量子點(diǎn)是指半徑小于或接近于激子玻爾半徑的半導(dǎo)體納米晶粒，是一種零維的納米材料，是指尺寸在納米級(jí)的金屬或半導(dǎo)體材料的細(xì)小顆粒，其尺寸圍在1-100 nm。它是II -VI族或III- V族元素組成的化合物，具有性質(zhì)穩(wěn)定、對(duì)生物染色效果好、毒性小等優(yōu)點(diǎn)，能夠接受激發(fā)光產(chǎn)生熒光，具有類似體相晶體的規(guī)整原子排布，目前研究最多的有表1-1這些量子點(diǎn)。 表1-1各種量子點(diǎn)族 量子點(diǎn)

28、= 2 * ROMANII-= 6 * ROMANVIMgSMgSe MgTe CaS CaSe CaTe SrS SrSe SrTe Bas BaSe= 3 * ROMANIII-= 5 * ROMANV BaTe ZnS ZnSe ZnTe CdS CdSe CdTe HgS HgSe GaAs InGaAs InP量子點(diǎn)也可以作為一種非常小的半導(dǎo)體材料器件，這種器件的結(jié)構(gòu)和形狀以與所包含的電子數(shù)目都是可以控制的，量子點(diǎn)可以有單個(gè)到數(shù)千個(gè)電子。由于量子點(diǎn)是介于體相材料與分子間的物質(zhì)狀態(tài)，并且它是由非金屬到金屬過渡的元素組成，因此在性質(zhì)上展示出許多特殊的光、電、磁、催化等性質(zhì)2。1 .1 .

29、2量子點(diǎn)的基本性質(zhì)量子點(diǎn)的量子效應(yīng)是它特有的性質(zhì)。當(dāng)顆粒尺寸處于納米量級(jí)時(shí)，尺寸限域?qū)⒁鸪叽缧?yīng)，如量子限域效應(yīng)，表面效應(yīng)，量子點(diǎn)的量子效應(yīng)集中表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)量子尺寸效應(yīng)當(dāng)半導(dǎo)體納米粒子尺寸與其激子波爾半徑近似時(shí)，隨著粒子尺寸的減小，半導(dǎo)體的有效帶隙增加，其相應(yīng)的吸收光譜和熒光光譜發(fā)生藍(lán)移，從而在能帶中形成一系列分立能級(jí)，即存在量子尺寸效應(yīng)。這樣就可以通過控制量子點(diǎn)的形狀結(jié)構(gòu)和尺寸，調(diào)節(jié)其能隙寬度，激子束縛能的大小以與激子的能量藍(lán)移等電子狀態(tài)。 同樣量子點(diǎn)的尺寸大小也影響它的光譜紅移現(xiàn)象?？傊?，尺寸越小，則光譜的藍(lán)移現(xiàn)象越顯著，反之尺寸越大紅移現(xiàn)象越明顯2。 (2)量子限域效應(yīng)由

30、于量子點(diǎn)與電子的De.Broglie波長，相干波長與激子Bohr半徑可比擬，電子局限在納米空間，電子輸運(yùn)受到限制，電子的平均自由程很短，空穴很容易與它形成激子，引起電子和空穴波函數(shù)的重疊，這就很容易產(chǎn)生激子吸收帶。電子和空穴的波函數(shù)的重疊因子隨著顆粒減小而增加，則激子帶的吸收系數(shù)隨著粒徑下降而增加，即出現(xiàn)激子增強(qiáng)吸收藍(lán)移，這就稱作量子限域效應(yīng)。對(duì)于量子點(diǎn)，當(dāng)粒徑與Wannier激子半徑，Bohr半徑近似或更小時(shí)，處于強(qiáng)限域區(qū)，易形成激子，產(chǎn)生激子吸收帶。隨著粒徑的減小，激子帶的吸收系數(shù)增加，出現(xiàn)激子強(qiáng)吸收。由于量子限域效應(yīng)，激子的最低能量向高能方向移動(dòng)，即藍(lán)移2。(3)表面效應(yīng)表面效應(yīng)指隨著量

31、子點(diǎn)粒徑的減小，大部分原子位于量子點(diǎn)的表面，量子點(diǎn)的比表面積隨著粒徑的減小而增大。由于納米顆粒具有很大的比表面積，表面相原子數(shù)增多，導(dǎo)致了表面原子的配位不足，不飽和鍵和懸鍵增多，使這些表面原子具有很高的活性，極不穩(wěn)定，很容易與其它原子結(jié)合。這種表面效應(yīng)將引起納米粒子較大的表面能和較高的活性。表面原子的活性不但會(huì)引起納米粒子表面輸運(yùn)和構(gòu)型的變化，同時(shí)也會(huì)引起表面原子自身構(gòu)象和電子能譜的變化，出現(xiàn)表面缺陷。表面缺陷導(dǎo)致陷阱電子或空穴，它們將反過來影響量子點(diǎn)的發(fā)光性質(zhì)2。(4)小尺寸效應(yīng)當(dāng)超細(xì)微粒的尺寸與光波波長，De.Broglie波長以與超導(dǎo)態(tài)的相干長度或透射深度等物理特征尺寸相當(dāng)或更小時(shí)，晶體

32、周期性的邊界條件將被破壞;非晶態(tài)納米微粒的顆粒表面層附近原子密度減少，導(dǎo)致光、聲、電、磁、 力、 熱學(xué)等特性表現(xiàn)出新的小尺寸效應(yīng)2。(5)宏觀量子隧道效應(yīng)微觀粒子具有貫穿勢(shì)壘的能力稱為隧道效應(yīng)。近年來，人們發(fā)現(xiàn)一些宏觀量，例如微顆粒的磁化強(qiáng)度，量子相干期間的磁通量等也具有宏觀隧道效應(yīng)，稱為宏觀的量子隧道效應(yīng)2。1.2光譜法研究生物蛋白質(zhì)大分子相互作用的理論基礎(chǔ)科研人員采用了多種實(shí)驗(yàn)手段，如光譜法、電化學(xué)分析法、核磁共振分析法、質(zhì)譜法、色譜法和電泳技術(shù)、微量熱法、掃描探針顯微鏡(原子力顯微鏡、掃描隧道顯微鏡等)、平衡滲析以與超速離心技術(shù)等方法，研究了小分子(藥物、染料、配位化合物等)與生物大分子

33、間的非共價(jià)相互作用3。量子點(diǎn)作為一種新型的熒光納米半導(dǎo)體材料，其理化性質(zhì)與一般藥物小分子，染料等不同，一般的，量子點(diǎn)比表面積大，可與生物分子多點(diǎn)結(jié)合。量子點(diǎn)與配位化合物在一定程度上相似，如量子點(diǎn)與表面修飾試劑間的配位結(jié)合等。配位化合物具有表面電荷，容易與生物分子發(fā)生非特異性的靜電吸附。而量子點(diǎn)可以通過可調(diào)合成控制量子點(diǎn)表面電荷特性，從而使量子點(diǎn)相對(duì)于一般的小分子在此領(lǐng)域有更加廣闊的應(yīng)用。但是目前研究量子點(diǎn)與生物大分子間的方法還主要沿用以上方法，并沒有就納米材料與生物大分子間的相互作用而建立特殊的分析方法，下面就分別介紹了相關(guān)方法在研究量子點(diǎn)與生物大分子間相互作用中的理論基礎(chǔ)和具體用途3。1.2

34、.1紫外一可見吸收光譜法紫外一可見吸收光譜(UV-Vis)是研究量子點(diǎn)與生物大分子相互作用的一種最方便、最常用的技術(shù)。組成生命體蛋白質(zhì)的基本氨基酸有20種，其中有4種氨基酸有紫外信號(hào)，前三個(gè)為帶芳香環(huán)之氨基酸，最后一個(gè)為帶有非鍵S原子的氨基酸3。圖1-2具有紫外吸收的四種氨基酸脫氧核糖核酸(DNA)主要是由堿基、五碳糖與磷酸所組成，在堿基中又細(xì)分為五個(gè)堿基對(duì)，分別為歸類在purine的A (Adenosine) , G (Guanosine)與歸類在pyrimidine的T (Thymidine)、C (Cytidine)、U (Uridine) 3。其化學(xué)結(jié)構(gòu)如下圖所示:圖1-3雙鏈DNA四

35、種常見的堿基對(duì)結(jié)構(gòu)中含有大量的共扼雙鍵。因此，可利用量子點(diǎn)與生物大分子結(jié)合前后，兩者之一的吸收光譜的變化來判斷量子點(diǎn)與蛋白質(zhì)、核酸等是否存在相互作用，得到作用方式(德平，2008)、熱力學(xué)參數(shù)等信息，還可以進(jìn)一步研究實(shí)驗(yàn)條件對(duì)熱力學(xué)參數(shù)的影響。在蛋白質(zhì)分子中某些氨基酸殘基(尤其是芳香氨基酸殘基)和許多量子點(diǎn)中都會(huì)有生色團(tuán)，在紫外光譜中能產(chǎn)生吸收峰，根據(jù)峰形和峰位的變化即可判定量子點(diǎn)是否與蛋白質(zhì)發(fā)生作用(王君和任百祥，2003)。量子點(diǎn)與核酸的相互作用會(huì)引起紫外吸收光譜的紅移或藍(lán)移，因而出現(xiàn)增色或減色效應(yīng)3。1.2.2熒光光譜法熒光光譜法是研究生物大分子與量子點(diǎn)、離子相互作用的重要手段。蛋白中的

36、色氨酸殘基、酪氨酸殘基和苯丙氨酸殘基均含有生色基團(tuán)。通常用285nm激發(fā)時(shí)，蛋白質(zhì)中色氨酸殘基和酪氨酸殘基均有貢獻(xiàn)，而300 nm激發(fā)時(shí)，只有色氨酸殘基有貢獻(xiàn)。同時(shí)色氨酸殘基和苯丙氨酸殘基由于其側(cè)鏈基團(tuán)不同，有不同的光譜，其最大波長分別為348 nm、303 nm和282 nm，研究蛋白質(zhì)的熒光碎滅過程能得到量子點(diǎn)與蛋白質(zhì)作用的結(jié)合常數(shù)、作用區(qū)域與位置信息(永春和胡之德，2005)。熒光碎滅法(Lakowicz and R, 1983 )可分為動(dòng)態(tài)碎滅和靜態(tài)碎滅兩種方式，可以引入外源性熒光作為指示探針，也可利用蛋白質(zhì)、核酸等自身的源性熒光作為探針(嘩，2008)。在動(dòng)態(tài)碎滅過程中，蛋白質(zhì)等熒光

37、體與熒光碎滅劑分子間的相互作用可以用動(dòng)態(tài)碎滅常數(shù)描述，Stern-Volmer方程如下:其中，F(xiàn)和F分別為猝滅劑（CdTe量子點(diǎn))缺失和存在下熒光體的熒光強(qiáng)度；K為動(dòng)態(tài)猝滅常數(shù)，即(Stern-Volmer促滅常數(shù))它描述了生物大分子與熒光猝滅劑分子彼此擴(kuò)散和相互碰撞到達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)的量數(shù)關(guān)系；為CdTe量子點(diǎn)的濃度，K為動(dòng)態(tài)熒光猝滅速率常數(shù)，它反映了體系中分子的彼此擴(kuò)散和相互碰撞對(duì)生物大分子熒光壽命衰減速率的影響；為猝滅劑不存在時(shí)熒光分子的平均壽命，一般的，蛋白質(zhì)熒光體的熒光平均壽命約為s；靜態(tài)熒光猝滅作用是指熒光體分子與熒光猝滅劑分子之間借助分子間力，彼此結(jié)合形成具有一定結(jié)構(gòu)的超分子化合物

38、，而導(dǎo)致熒光體熒光強(qiáng)度減弱現(xiàn)象，用靜態(tài)熒光猝滅結(jié)合常數(shù) Lineweaver-Burk雙倒數(shù)函數(shù) 進(jìn)行描述： 其中,( L/mol )描述了在靜態(tài)猝滅過程中生物大分子與熒光猝滅分子劑分子的結(jié)合反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)的量效關(guān)系。鍵合常數(shù)和鍵合位點(diǎn)（n）通過Scatchard方程測(cè)定 其中，n指鍵合位點(diǎn)的數(shù)量、指QDs-BSA復(fù)合物的鍵合常數(shù)。借助熒光猝滅法可以測(cè)得量子點(diǎn)與生物分子的結(jié)合常數(shù)與結(jié)合點(diǎn)數(shù)n，再依據(jù)Forster能量轉(zhuǎn)移機(jī)制可求出配體受體間的結(jié)合距離r與能量轉(zhuǎn)移效率E3。第二章 水溶性CdTe量子點(diǎn)的制備2.1實(shí)驗(yàn)試劑氯化鎘()(AR)、碲粉(99.999)(AR)、硼氫化鈉()(AR)、液氮

39、()、巰基乙酸(AR)、氫氧化鈉等均為分析純(AR)、硫酸、鹽酸、三次蒸餾水、牛血清白蛋白。2.2 實(shí)驗(yàn)儀器三口燒瓶、球形冷凝管、小燒瓶、磁子、注射器、移液管、容量瓶、量筒，鐵架臺(tái)、蛇形回流裝置、玻璃棒、燒杯、膠管、塞子、溫度計(jì)、小瓶子、電子天平、恒溫磁力攪拌器、紫外-可見光光譜儀(日立F-7000）、熒光分光光度計(jì)、PH計(jì)(PHS-3D）2.3不同合成條件下水相制備水溶性CdTe量子點(diǎn)2.3.1二次蒸餾水的制備由于水溶性量子點(diǎn)CdTe的前驅(qū)體NaHTe溶液的配置是極被容易氧化的過程，并且保證試驗(yàn)樣品的純凈，因此，選用作為水相制備量子點(diǎn)的溶劑為二次蒸餾水或三次蒸餾水。圖2-1為制備二次蒸餾水的

40、簡易裝置圖2-1制備二次蒸餾水的實(shí)物圖由于實(shí)驗(yàn)需要蒸餾水較多，此裝置所制得的二次蒸餾水不能提供所需，后改用三次蒸餾水作為反應(yīng)的溶劑。2.3.2前驅(qū)體反應(yīng)液NaHTe的制備選用一個(gè)體積為100ml的小燒杯，加入制備好的50ml高純?nèi)握麴s水， 通入N2 除氧1h ，稱取一定量的碲粉和相對(duì)應(yīng)摩爾反應(yīng)比的硼氫化鈉NaHTe，然后用一個(gè)洗凈的體積為10ml醫(yī)用藥劑小瓶，通入N2 將瓶的氧氣排出，接著放入稱取好的碲粉和硼氫化鈉，用橡皮塞把瓶口塞緊，再用透明膠布把瓶口周圍封住，通過注射器漸漸注入除氧后的三次蒸餾水3ml，反應(yīng)時(shí)開始時(shí)可以看到注射器的水由于重力原因往小瓶里下滴，隨著反應(yīng)生成的H使外產(chǎn)生壓強(qiáng)差

41、注射器的水不在下滴，將小瓶利用超聲儀超聲震蕩0.5h，可以看到小瓶的反應(yīng)液漸漸變?yōu)闇\紫色，最終變?yōu)樽仙?。反?yīng)方程式為：4NaBH4+2Te+7H2O2NaHTe+NaB4O7+14H22.3.3CdTe量子點(diǎn)的生成稱取適量的CdCl22.5H2O于小燒杯中，加入30ml除氧后三次蒸餾水?dāng)嚢枞芙?，再加入適量的疏基乙酸，可以看到溶液呈乳白色，并用1mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)PH值，溶液變?yōu)闊o色，然后用注射器汲取上述制得到的NaHTe溶液注入此溶液中，然后在轉(zhuǎn)入到250ml三口瓶中，再加入除氧后的三次蒸餾水，使反應(yīng)液體積為200ml，通過PH計(jì)測(cè)定PH值 ，組裝反應(yīng)儀器 ，加熱回流，不同的時(shí)間抽取

42、樣品。此階段的反應(yīng)方程式為：nCdCl2 + nNaHSe + mHSCH2COOH (CdTe)n(SCH2COOH)m2.3.4改變合成條件制備不同的CdTe量子點(diǎn)本次試驗(yàn)研究量子點(diǎn)合成條件 反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)濃度比、PH 的不同，制備不同的量子點(diǎn)。反應(yīng)溫度 50607080 90 反應(yīng)時(shí)間 0min 10min 30min 1h 2h 3h 4h 5h 6h 7h 8h 反應(yīng)濃度比 Cd2+：Te-：TGA=1.0：0.5：1 、Cd2+：Te-：TGA=1.0：0.25：1 、Cd2+：Te-：TGA=1.00.5：2 、 Cd2+：Te-：TGA=1.0：0.25：2 、Cd2

43、+：Te-：TGA=1.0：1.0：1.0 、Cd2+：Te-：TGA=1.0：1.0：2.0 巰基乙酸比例分別 0.5 ： 1 ： 2 PH 為 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0下面以反應(yīng)時(shí)間的不同配置水溶性CdTe量子點(diǎn)為例。分別稱取0.0128g碲粉和0.0080g硼氫化鈉，加入到洗凈的醫(yī)用小藥劑瓶中，用橡皮塞塞住 ，再用透明膠布將瓶口周圍封住，利用注射器向瓶注入3ml除氧后的三級(jí)水，將小瓶用超聲儀震蕩0.5h，可以看到瓶液體由黑色變?yōu)椴椟S色又變?yōu)闇\紫色后變?yōu)樽仙?，把小瓶放置一邊。然后稱取0.0254g用除氧后的三次蒸餾水50ml溶于小燒杯中，待完全溶

44、解后，向燒杯中滴入0.0098g巰基乙酸，生成白色絮狀沉淀，滴加1mol/LNaOH3ml,液體漸漸變澄清，把燒杯的液體倒入到250ml的三口燒瓶里，再將反應(yīng)完的前驅(qū)體NaHTe溶液注入燒瓶，可以看到隨著注入量的增多，溶液顏色加深變?yōu)槌赛S色，接著組裝好儀器，通 N2 15min后，加熱回流，根據(jù)回流反應(yīng)時(shí)間的不同，抽取樣品。下圖2-2為實(shí)驗(yàn)裝置反應(yīng)圖 圖2-3為CdTe樣品圖 圖2-2 水溶性CdTe量子點(diǎn)制備的實(shí)物圖 圖2-3水溶性CdTe量子點(diǎn)樣品 改變其他合成條件制備量子點(diǎn)，方法和上面步驟差不多，主要是藥劑的濃度、PH值的調(diào)節(jié)、溫度的控制、時(shí)間等幾方面因素改變。通過制備出不同條件下的量子

45、點(diǎn)，最后進(jìn)行檢測(cè)、綜合分析各種條件下所制得的量子點(diǎn)的熒光特性，比較得出實(shí)用性最佳的量子點(diǎn)制備條件。2.3.5實(shí)驗(yàn)過程中注意事項(xiàng)總結(jié)1、實(shí)驗(yàn)室里面放置的多數(shù)是一些化學(xué)試劑，有濃烈的氣味，有害于身體健康，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室首先要開啟窗子，保證空氣的流通，待氣味較小時(shí)，才能做實(shí)驗(yàn)。2、做實(shí)驗(yàn)時(shí)、涉與到水、電、火的利用，因此，實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)正確進(jìn)行操作，勿粗心大意，造成不必要的傷害。3、由于所做試驗(yàn)樣品在合成條件、如稱量、調(diào)節(jié)PH方面要求細(xì)微，需認(rèn)真細(xì)心方能制備出成功德樣品的4、配置前驅(qū)體NaHTe溶液是制備水溶性CdTe量子點(diǎn)實(shí)驗(yàn)操作關(guān)鍵部分，因?yàn)榍膀?qū)體溶液極易被氧化，量子點(diǎn)制備的成功與否，與之息息相關(guān)，實(shí)驗(yàn)

46、過程中，對(duì)三次蒸餾水的除氧，反應(yīng)時(shí)防止空氣的接觸影響等因素應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)儀器，合理地組裝實(shí)驗(yàn)裝置，本次實(shí)驗(yàn)，采用了一個(gè)簡捷有效的操作，用一個(gè)洗凈的醫(yī)用藥劑小瓶，首先用氮?dú)馀懦锩娴目諝?，隨之加入試劑，蓋上瓶塞，用透明膠布封住小瓶的四周，再用注射器注入少量的除氧后的三次蒸餾水。5、碲屬于過度化學(xué)元素，有金屬的性質(zhì)，與硼氫化鈉反應(yīng)比較緩慢，為了反應(yīng)的需要，必須要用超聲儀超聲震蕩反應(yīng),也可以適當(dāng)?shù)乃》磻?yīng)。6、制備好的樣品應(yīng)封閉放置，防止被氧化，并且與時(shí)檢測(cè)樣品，因?yàn)闃悠窌?huì)隨放置時(shí)間的增長粒徑增大，對(duì)熒光和紫外-可見光光譜分析研究造成影響。第三章 CdTe量子點(diǎn)的熒光光譜和紫外-可見吸收光光譜分析3.1

47、紫外燈照射下產(chǎn)生的熒光現(xiàn)象量子點(diǎn)通過不同波長的可見光照射激發(fā)，會(huì)產(chǎn)生不同顏色的熒光，下圖3-1、3-2為激發(fā)波長為380nm的紫外光照射離子比Cd2+：Te-：TGA=1.0：0.5：1 PH=10 回流時(shí)間2h 回流溫度T=90 CdTe量子點(diǎn)的熒光圖片 3-1圖相機(jī)閃光照 3-2圖相機(jī)未閃光照3.2不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)量子點(diǎn)熒光特性的圖3-3為離子比Cd2+：Te-：TGA=1.0：1.0：1.0 PH=10.0 溫度T=90 不同回流時(shí)間(0-8h)所得到的量子點(diǎn)的熒光發(fā)射光譜圖 圖3-3 不同回流時(shí)間的熒光發(fā)射光譜圖由圖3-3可以看出，從時(shí)間(0h-6h)，隨著回流時(shí)間的增長，熒光發(fā)射峰逐漸

48、發(fā)生紅移，其熒光強(qiáng)度也不斷增強(qiáng)，6h時(shí)其熒光強(qiáng)度最強(qiáng)，說明CdTe量子點(diǎn)不斷在生長，粒徑在增大，熒光強(qiáng)度在6h后在逐漸減弱，但發(fā)射峰是一直在紅移增加的。a和b熒光強(qiáng)度很小，可能是由于回流時(shí)間太短，溶液里面Cd2+離子和Te-離子結(jié)晶結(jié)合反應(yīng)生成的CdTe量子點(diǎn)很少，熒光強(qiáng)度弱，隨著回流時(shí)間的加長， CdTe量子點(diǎn)的合成增多并且Cd2+與巰基乙酸的復(fù)合物在微粒表面發(fā)生了進(jìn)一步反應(yīng)，有效去除CdTe的很多表面缺陷，提高了發(fā)光效率。6h后粒徑漸漸增大而熒光強(qiáng)度卻變?nèi)酰鶕?jù)量子效應(yīng)的尺度原理，在1-10納米圍量子效應(yīng)才明顯，低于或高于這個(gè)尺寸其量子效應(yīng)都將減弱。3.3反應(yīng)溫度對(duì)量子點(diǎn)熒光特性的影響圖3

49、-4是Cd2+：Te-：TGA=1.0：1.0：2.0 PH=9.5 回流時(shí)間為3h 回流溫度為5060708090 CdTe量子點(diǎn)的熒光發(fā)射光譜圖 圖3-4不同溫度下的熒光發(fā)射光譜圖從圖3-4可得知，其他條件一定時(shí)，量子點(diǎn)隨著溫度的上升，熒光峰位發(fā)生紅移說明量子點(diǎn)粒子的粒徑隨溫度升高逐漸增大，50時(shí)量子點(diǎn)粒徑分布比較分散，熒光半峰寬寬，90時(shí)量子點(diǎn)粒徑分布集中、單一使熒光半峰寬變窄，隨溫度的上升熒光半峰寬變窄，熒光強(qiáng)度隨溫度的增加，一直增強(qiáng)。因此，把量子點(diǎn)作為熒光探針標(biāo)記生物細(xì)胞，90為制備量子點(diǎn)的最佳溫度。3.4溶液PH值對(duì)量子點(diǎn)熒光特性的影響圖3-5是反應(yīng)溫度T=90 離子比Cd2+：T

50、e-：TGA=1.0：1.0：2.0 回流時(shí)間為3h 不同PH值 分別PH為(7.5、8.0、9.0、10.0、11.0） 圖3-5 不同PH值的熒光發(fā)射光譜圖由圖3-5看出，隨著PH的增大，熒光強(qiáng)度先增強(qiáng)后又減弱，熒光峰先增大后又減小，當(dāng)PH=10.0時(shí)，量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度最好，發(fā)射峰位最大。PH值對(duì)量子點(diǎn)的影響與半導(dǎo)體納米晶粒表面結(jié)構(gòu)有關(guān)，反應(yīng)PH值的不同，導(dǎo)致穩(wěn)定劑巰基乙酸分子與Cd2+的結(jié)合、影響生成量子點(diǎn)的尺寸大小，結(jié)構(gòu)等方面的差異，當(dāng)PH較小時(shí)，溶液中較大，影響巰基與鎘離子的配位，隨著PH值得增大，Cd-Te相互作用增強(qiáng)，PH=10.0時(shí)，量子點(diǎn)表面缺陷得到了很好的修飾，但PH增加到

51、11.0時(shí)，溶液中納米粒子生長過快，量子點(diǎn)部缺陷增多，量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度反而下降了，因此，在此配比制備下PH=10.0是制備量子點(diǎn)的最佳條件。3.5反應(yīng)物離子比對(duì)量子點(diǎn)熒光特性的影響制取回流時(shí)間一樣3h，PH=10.0 反應(yīng)溫度T=80 離子配比分別為Cd2+：Te-：TGA=1.0：0.5：1 、Cd2+：Te-：TGA=1.0：0.25：1 的兩種量子點(diǎn)樣品的熒光發(fā)射光譜圖(圖3-6)所示 圖3-6不同Cd2+、Te-離子比的熒光發(fā)射光譜圖 由3-6圖可知，在離子比為Cd2+：Te-：TGA=1.0：0.5：1的反應(yīng)液中，前驅(qū)體中的Te-濃度較大，Te-很快與Cd2+生成大量的CdTe量子點(diǎn)

52、晶核，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，量子點(diǎn)粒子生長較快。離子比為Cd2+：Te-：TGA=1.0：0.25：1的反應(yīng)液中前驅(qū)體所含Te-濃度較小，形成的量子點(diǎn)晶核較少。在一樣時(shí)間，含Te-濃度越高的，生長速度越快，粒徑尺寸變化越大，熒光強(qiáng)度越明顯，熒光發(fā)射峰位越寬，因此，一定條件下，改變前驅(qū)體的濃度，能夠影響量子點(diǎn)的生長速度。3.6量子點(diǎn)紫外-可見吸收光光譜和熒光光譜圖3-7是反應(yīng)溫度T=90 離子比Cd2+：Te-：TGA=1.0：1.0：2.0 回流時(shí)間為3h PH=10.00量子點(diǎn)的紫外-可見吸收光光譜和熒光光譜圖 圖3-7 熒光光譜與紫外-可見吸收光光譜從3-7圖(b)CdTe量子點(diǎn)的紫外吸收光光譜

53、看出，吸收峰位為552nm屬于綠光區(qū)(500-560nm）其峰位對(duì)應(yīng)的量子點(diǎn)吸收峰位主要集中在550nm左右。圖(a）熒光光譜圖中出現(xiàn)了兩個(gè)峰位，分別為432nm和489nm，可能是有雜質(zhì)離子的存在，從其熒光強(qiáng)度來看432nm處熒光強(qiáng)度弱、489nm處熒光強(qiáng)度強(qiáng)，可以推斷出432nm處的波峰是由雜質(zhì)離子產(chǎn)生的。3.7量子點(diǎn)的粒徑分析 不同粒徑的量子點(diǎn)晶核，在不同可見光的照射激發(fā)下，會(huì)產(chǎn)生不同顏色的熒光，粒徑的不同，決定了量子點(diǎn)不同的性質(zhì)，粒徑在1-10nm的量子點(diǎn)都具有明顯的熒光效應(yīng)，通過紫外-可見吸收光譜可以計(jì)算量子點(diǎn)的粒徑，根據(jù)如下經(jīng)驗(yàn)公式D= 其中D為粒徑為最大紫外吸收波長，由圖3-7可

54、知CdTe量子點(diǎn)的最大吸收波長等于562nm，帶入計(jì)算得量子點(diǎn)粒徑D為2.89nm第四章 CdTe量子點(diǎn)對(duì)蛋白質(zhì)標(biāo)記的初步研究小分子與蛋白質(zhì)之間的相互作用已被廣泛研究(銳等，2006)，但是目前關(guān)于量子點(diǎn)對(duì)蛋白質(zhì)標(biāo)記的研究并不多見。從量子點(diǎn)對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響(氫鍵、離子鍵、疏水鍵、雙硫鍵);量子點(diǎn)與蛋白質(zhì)的靜電相互作用;蛋白質(zhì)對(duì)量子點(diǎn)的表面修飾和穩(wěn)定，量子點(diǎn)與蛋白質(zhì)偶聯(lián)前后熒光光譜分析，這四個(gè)方面來介紹量子點(diǎn)對(duì)蛋白質(zhì)標(biāo)記的研究3。4.1量子點(diǎn)對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)沒有肽鍵組成的氨基酸序列，穩(wěn)定一級(jí)結(jié)構(gòu)的作用力為肽鍵，肽鍵雖為單鍵但具有雙鍵的特性，且周圍的六個(gè)原子是在同一個(gè)平面上，而

55、前后二個(gè)氨基酸的a-Carbon是在對(duì)角，此平面不能扭曲，又因?yàn)镽-group的關(guān)系，角度不可能改變太大。所以肽鍵非常穩(wěn)定，屬于強(qiáng)的相互作用，不管小分子還是量子點(diǎn)都不會(huì)影響到蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)。而蛋白的四級(jí)結(jié)構(gòu)是多個(gè)三級(jí)結(jié)構(gòu)分子的聚合，以一種由不同多肽肽鏈(亞基)間相互作用形成具有功能的復(fù)合物分子的形態(tài)存在，而平時(shí)所指的蛋白質(zhì)分子就是指三級(jí)結(jié)構(gòu)，因此量子點(diǎn)與蛋白質(zhì)相互作用為分子間相互作用，所以目前沒有量子點(diǎn)對(duì)蛋白質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)影響的研究很少 。通過研究表明量子點(diǎn)主要影響蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)和三級(jí)結(jié)構(gòu)3。蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)具有構(gòu)形，依靠不同氨基酸之間的C=O和N-H基團(tuán)間的氫鍵形成的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，主要為-螺旋(

56、-helix)與一折疊(-sheet )兩種，這些結(jié)構(gòu)上的R一基間可形成氫鍵或其它各種鍵結(jié)，組合成一些獨(dú)立折疊的單元是最終構(gòu)形的基礎(chǔ)單位。一螺旋特性是右手螺旋，每3.6個(gè)氨基酸繞一圈，每圈5.4高，C=O與下游H一N生成氫鍵而每個(gè)氫鍵以13個(gè)原子夾著，且整個(gè)-螺旋呈圓筒狀，且有偶極性。一鏈特性為數(shù)條氨基酸鏈平行排列，并以氫鍵側(cè)向連接，氨基酸鏈可為同向(parallel)或反向排列，如果整片-sheet呈板狀或盾形除此之外，還存在相對(duì)較少的一轉(zhuǎn)角(一tum)和無序結(jié)構(gòu)(Random )，而穩(wěn)定二級(jí)結(jié)構(gòu)的力量為氫鍵3。愛梅，閏煒等(愛梅等，2008)研究了CdTe/CdS量子點(diǎn)一蛋白質(zhì)與頭孢曲松鈉

57、的相互作用。頭孢曲松鈉對(duì)量子點(diǎn)一BSA的熒光有明顯猝滅作用，熒光猝滅程度與其濃度有良好的線性關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明為靜態(tài)猝滅，頭孢曲松鈉與BSA按1:1結(jié)合，結(jié)合常數(shù)為6.31L/mol。用圓二色光譜技術(shù)探討了其對(duì)BSA構(gòu)象的影響。結(jié)果表明:量子點(diǎn)與BSA是共價(jià)偶聯(lián)，量子點(diǎn)相對(duì)于頭孢曲松鈉對(duì)BSA二級(jí)結(jié)構(gòu)影響較小，在有量子點(diǎn)的存在下，BSA的-螺旋從38.9%減少為36.5%，而量子點(diǎn)一折疊從3I.0%增加到35.8%，說明CdTe/CdS量子點(diǎn)對(duì)BSA的二級(jí)結(jié)構(gòu)還是有所影響，但是影響很小3。圖4-1穩(wěn)定蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)的作用力(疏水作用力、氫鍵、離子鍵、雙硫鍵)如圖4-1所示，三級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)具有

58、活性，通過多個(gè)二級(jí)結(jié)構(gòu)元素在三維空間的排列所形成的一個(gè)蛋白質(zhì)分子的三維結(jié)構(gòu)，是單個(gè)蛋白質(zhì)分子的整體形狀。蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)大都有一個(gè)疏水核心來穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，同時(shí)具有穩(wěn)定作用的還有鹽橋、氫鍵和二硫鍵等。而組成三級(jí)結(jié)構(gòu)的組成力量，為氫鍵、離子鍵、疏水鍵、雙硫鍵。其中氫鍵多由氨基酸的基團(tuán)所貢獻(xiàn)，蛋白質(zhì)上的金屬離子通常都可穩(wěn)定分子構(gòu)形，疏水性氨基酸多深埋在水溶性蛋白質(zhì)的核心，各級(jí)組成力量中只有雙硫鍵與多肽鍵是共價(jià)鍵。本課題組(Han et al., 2006 )用紫外一可見光譜研究了CdTe與BSA的相互作用。發(fā)現(xiàn)加入BSA后CdSe的吸附強(qiáng)度顯著降低，表明CdTe與BSA形成了復(fù)合物，結(jié)合比為1: 1，結(jié)

59、合常數(shù)為9.7L/mol.兩者之間疏水相互作用為形成復(fù)合物的主要作用力，即CdTe主要影響了BSA的三級(jí)結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)是一個(gè)生物體系的動(dòng)力和納米機(jī)器。在蛋白質(zhì)實(shí)現(xiàn)它的生物功能之前，它們會(huì)把自己裝配起來，或者說是折疊;雖然蛋白質(zhì)折疊是對(duì)所有的生物體系來說最重要的和最基本的過程，但這個(gè)過程對(duì)人類而言仍然是個(gè)未解之謎。此外，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)沒有正確的折疊(折疊錯(cuò)誤)會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，包括許多知名的疾病，比方阿茲海默癥(Alzheimers )，瘋牛病(MadCow, BSE )，可傳播性海綿狀腦病(CJD ) ,肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化癥(ALS)，帕金森氏癥(Parkinsons )，和其它多種癌癥與其相關(guān)得綜

60、合病癥。研究量子點(diǎn)對(duì)蛋白質(zhì)折疊的影響意義極為重大(邵力文，2008) 3。4.2量子點(diǎn)與蛋白質(zhì)的靜電相互作用 除了量子點(diǎn)對(duì)BSA結(jié)構(gòu)的影響受到關(guān)注以外，關(guān)于蛋白質(zhì)在量子點(diǎn)表面的存在形式也是兩者相互研究中的重要課題，由于量子點(diǎn)為納米尺寸圍，比表面積大，容易吸附溶液中的其他物質(zhì)。而蛋白質(zhì)本身也具有吸附特性，在加上量子點(diǎn)的表面電荷如果與蛋白質(zhì)的表面電荷相反，很容易發(fā)生靜電吸附作用3。易課題組(Xiao et al., 2008)用多種光譜技術(shù)研究了人血清白蛋白吸附到CdTe/ZnS量子點(diǎn)上的確證、熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)。結(jié)果表明量子點(diǎn)與人血清白蛋白形成了復(fù)合物，靜電相互作用為穩(wěn)定復(fù)合物存在的主要因素。量子點(diǎn)