摘要: 纳米材料由于具有体相材料所不具备的新颖的光学、电学以及磁学等性质，引起了人们广泛的研究和关注。在本文中，笔者对几种半导体纳米材料的制备、表征及生物标记进行了系统的研究，主要的研究如下： 在开放体系的水溶液中，笔者合成了发射光谱可... 展开 纳米材料由于具有体相材料所不具备的新颖的光学、电学以及磁学等性质，引起了人们广泛的研究和关注。在本文中，笔者对几种半导体纳米材料的制备、表征及生物标记进行了系统的研究，主要的研究如下： 在开放体系的水溶液中，笔者合成了发射光谱可调的CdTe量子点，并通过电镜和X-射线衍射研究了合成量子点的特征。结果表明合成的CdTe量子点是立方闪心矿结构，呈现单分散的特征。通过调节反应时间的长短可以获得不同大小的CdTe量子点。合成的CdTe量子点进一步考察了其光化学稳定性，结果表明，CdTe量子点随着光照时间的延长，荧光强度大幅度提高。分析其原因，辐射推动CdTe量子点表面巯基乙酸的光化学降解，巯基分子中的硫原子与溶液中的镉离子反应，在CdTe纳米颗粒表面形成CdS的壳层，钝化了CdTe纳米颗粒表面缺陷，从而使荧光效率大大提高。将不同颜色的量子点通过交联剂的作用结合进聚丙烯酰胺，得到了树状荧光量子点聚合物，包括长的主干以及延伸的二级三级结构。合成的CdTe量子点在中性或接近中性的环境中稳定存在，并且保持相对强的光致发光，因此，它们进一步地与谷氨酸棒杆菌生物结合。 半导体量子点可作为新型荧光探针广泛用于生物领域。本文制备了CdSe/ZnS核壳结构量子点，通过表面修饰使其连上功能集团氨基，并成功转入水相。量子点与细胞穿膜肽在交联剂的作用下结合在一起，进一步地用于间充质干细胞和造血干细胞的标记与成像。通过荧光显微镜、共聚焦显微镜、双光子显微镜和透射电子显微镜观察，量子点成功进入并标记干细胞，流式分析结果也表明，这种标记效率可以达到90％以上。量子点标记的间充质干细胞和造血干细胞分别移植进老鼠，6小时后，老鼠杀死。肝脏、脾脏、脑、肾脏、心肌等组织切片在荧光显微镜下观察，结果显示，移植6小时后，量子点标记的间充质干细胞和造血干细胞在肺脏、脾脏中都有分布。肺脏中间充质干细胞分布较多，而脾脏中造血干细胞分布较多，肝脏中也有少数移植的干细胞。量子点标记的间充质干细胞和造血干细胞在其他组织如脑、肾、心肌中没有检测到荧光。实验结果表明，量子点在穿膜肽的作用下能有效地标记活体干细胞，并在干细胞移植中起到有效的示踪作用。 笔者用乙二胺四亚甲基膦酸作为螯合剂，巯基乙胺修饰的CdSe纳米颗粒作为Se源。在合适的温度下，螯合剂能将单分散的CdSe纳米颗粒连续地生长为直径分布均匀的Se纳米线。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜和选区电子衍射等分析手段研究了一维单晶Se纳米线的结构及生长方向。结果显示单晶Se纳米线为三方相的晶体结构，并且在生长过程中沿着三方相Se的[001]方向生长。 收起