量子点的合成及其在ATP检测中的应用[1]
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量子点的合成和应用量子点是一种能量限制的纳米级粒子,它们的大小通常在1-10纳米之间。
量子点的合成和应用已经成为了当前纳米技术研究的热点之一。
量子点的合成技术和应用非常多样化,包括有机合成、无机合成、生物学合成、光学应用等,这里我们将从这些角度探讨量子点的合成和应用。
1. 有机合成量子点的合成最早是从化学合成开始的。
有机量子点的合成通常采用简单、低成本的方法,如热分解、水解、溶胶-凝胶、微乳液和化学气相析出等方法。
有机量子点的合成方法相对较简单,适合大规模制备。
有机量子点的应用包括荧光生物成像、光电容量、光电化学水的制备等领域。
同时,由于其优良性能和低成本,有机量子点已经成为新一代的荧光探针材料和高性能光电器件的候选材料。
2. 无机合成无机量子点是目前研究的一种热点,在纳米材料研究领域中占据着举足轻重的地位。
无机量子点可以通过溶胶-凝胶法、气相析出法、高温热分解等方法合成,常见的无机量子点包括CdS、ZnS、ZnO、CuS等。
无机量子点有着优良的光学、电学性质,同时具有良好的耐高温、抗辐射、抗腐蚀等特性。
无机量子点的应用包括LED和光伏等领域。
3. 生物学合成生物合成是近年来发展的一种新型方法,使用生物界的物质或生物体来合成目标产物。
与化学合成和物理方法不同,生物学合成具有无毒、环保、低能耗、低成本等特点。
生物界包括微生物、细胞、植物等,这些生物体都能合成啤酒花酸、胺、二硫化物等化合物,而这些化合物往往是制备量子点的重要前驱体。
因此,与化学方法类似,生物学合成是一种用于大规模制备纳米量子点的方法之一。
生物学制备的量子点具有良好的结晶度和光学性能,其应用领域还在不断发掘中。
4. 光学应用量子点作为一种重要的纳米材料,在光学领域中也有着广泛的应用。
典型的应用包括光电探测、LED、太阳能电池等,这些应用领域已经成为当前研究的重点之一。
设想一下,如果在太阳能电池上涂上一层量子点膜,这种薄膜就可以将阳光中所有波长的光都转化为电子,从而提高太阳能电池的转换效率。
量子点的合成量子点的合成__________________________量子点是一种新型的材料,它具有独特的光学特性和可调整特性,可用于多种应用,例如激光器、传感器、生物成像和显示器等。
量子点的合成是一个非常具有挑战性的过程,它要求高精度的控制,而且合成过程非常复杂。
一、量子点的化学制备量子点化学制备是量子点合成的主要方法,它是通过利用化学反应,将原料中的金属元素转化成量子点的一种方法。
该反应通常使用碱性条件下的高温水溶液,在反应的过程中,金属元素会形成一些复杂的物质,最终会形成量子点。
二、表面修饰量子点表面修饰是改变量子点表面特性,使量子点具有更好的光学性能的一种方法。
通常使用表面修饰剂来改变量子点表面特性,使量子点有更好的光学性能,从而更好地满足应用要求。
三、光谱分析光谱分析是利用物质对光的反射、吸收、散射和折射来测试物质性质的一种方法,在量子点合成过程中也可以应用这一方法,以测试量子点的特性。
通过光谱分析,可以测出量子点的形态、尺寸、形貌以及其他物理性质,从而进一步控制量子点合成过程,使其更好地满足应用要求。
四、其他方法除上述三种方法外,还有一些其他方法可以用于量子点合成。
例如,利用物理方法,如凝胶法、催化水合反应法、包覆法、共沉淀法和气相法等;也可以利用生物方法,如分子印迹法、蛋白质包覆法、生物合成法和微生物合成法等。
五、应用前景随着量子点合成技术不断发展,量子点在很多领域的应用将会得到广泛的应用。
例如,量子点可用于生物成像、生物传感器、显示器、光学传感器、光电子学和太阳能电池等领域。
随着进一步发展,量子点将会在许多新兴应用领域得到广泛使用。
总之,量子点是一种新型材料,它具有独特的光学特性和可调整特性。
目前,已有多种方法可以用于量子点合成,它们不仅能够使量子点具有优良的光学性能,而且能够使量子点具有优异的功能性能。
因此,随着相关技术的不断发展,量子点在许多领域的应用将会得到广泛使用。
量子点的制备和应用1. 介绍在当今新材料的不断涌现中,量子点无疑是一种备受关注的材料。
量子点是一种尺寸在纳米级的半导体微粒,其性质既具有量子力学的特性,又有着传统半导体的特性,如大小可调、可控制的带隙和光电学性能。
因此,量子点在光电领域有着广泛的应用前景,如显示技术、生物成像、太阳能电池等领域。
在这篇文章中,我们将详细介绍量子点的制备方法、特性和应用。
2. 制备方法2.1 溶液法制备溶液法是一种相对简便、成本较低的量子点制备方法。
它将半导体材料蒸发至溶剂中形成固态量子点,常见的溶液法有热分解法、热溶液法和微乳液法等。
热分解法是将半导体材料和表面活性剂溶解在有机溶剂中,并通过控制温度和反应时间来形成量子点。
热溶液法与热分解法类似,不同之处在于热溶液法中的溶剂是高沸点的有机溶剂,可以控制反应的温度和压力,以改变量子点的尺寸和形态。
微乳液法是在水/油乳液中的胶束中形成量子点,采用表面活性剂来控制量子点的生长,具有优良的分散性。
2.2 气相成长法制备气相成长法是将半导体材料加热至高温,使其汽化后在气相中形成纳米结晶颗粒。
该方法通常使用硫化物或碲化物作为原料,使用化学气相沉积或物理气相沉积等气相过程来形成量子点。
2.3 离子束制备离子束制备是将离子束注入半导体材料中,使半导体材料的表面发生严重的局部能带变化,从而形成纳米结构。
离子束制备方法具有高效、可控和精度高等优点。
3. 特性3.1 大小调节由于量子点的大小与其能带结构和荧光性质直接相关,因此制备量子点的一个重要特点就是控制和调节量子点的大小和粒子数。
通过溶液法和气相成长法,可以轻易地控制和调节量子点的粒径和单分散性。
3.2 光学性质量子点具有广泛的光电学性质,其中最为显著的特性就是量子尺寸效应。
这种效应是指半导体微粒的大小与其能带结构紧密相关,从而产生与微粒大小相对应的光电学性质。
在量子点制备中,可以通过控制大小来调节其带隙的大小,从而获得不同波长的发射光谱。
化学物理学的新研究——量子点的研究与应用量子点是一种纳米级别的材料,其尺寸在1-10纳米之间,具有独特的物理和化学性质。
由于其尺寸远小于传统的微观尺度,因此,它们有着许多奇妙的量子效应。
近年来,随着纳米技术的进展,量子点材料引起了很多化学物理学家的兴趣。
研究发现量子点在光电子学、信号处理、光催化、生物医学和新型材料等领域有着广泛的应用前景。
今天,我们将探讨量子点的研究及其应用领域。
1. 量子点的合成方法量子点可以使用不同的化学方法进行合成,其中最常见的是溶液法和气相沉积法。
溶液法可以使用毛细玻璃管法、热化学法、微乳法和氧化还原法等多种方法。
其中,毛细玻璃管法可以在300-800 ℃下控制合成氧化物、硫化物等硬质球形量子点。
热化学法是在高温和高压的条件下使用热气相反应器来合成量子点。
微乳法是在乳液中,使用表面活性剂和溶剂来控制球形量子点的尺寸和形状。
氧化还原法是在还原剂的作用下,使用不同的化学反应来制备量子点。
气相沉积法是另一种常用的合成量子点的方法。
它通过在高温下将气态前体物质从气相转变成固态前体物质,并在固态前体物质的表面上形成球形量子点。
2. 量子点的物理和化学性质量子点的物理和化学性质是由其尺寸和形状决定的。
由于其尺寸小到了纳米级别,导致了一些非常有趣的物理和化学效应。
首先,量子点的表面积远大于普通的材料,使得其具有很高的反应活性。
其次,由于电子在量子点内的能量量位量化,量子点会展现出很多独特的光电子学性质,如量子限制效应、量子隧道效应等。
最后,量子点具有高稳定性和低毒性,使得它们在许多领域的应用变得更加可行。
3. 量子点在光电子学中的应用量子点在光电子学中应用有很大的潜力。
由于量子点的电子结构是离散的,使得其能够吸收和发射特定波长的光线。
因此,量子点可以作为发光材料被使用。
量子点发光材料可以通过嵌入在半导体器件中实现光电子器件的性能提高。
量子点发光材料具有高效、长寿命、窄频谱等优点,可以用于红外传感器、生物荧光探针、电视背景光源等。
量子点技术的原理和应用介绍随着人类科技的飞速发展,各种前沿科技层出不穷。
其中,量子点技术就是一个备受关注的技术。
量子点是一种纳米级的物质,其在光、电、磁等领域有着广泛的应用。
本文将探讨量子点技术的原理和应用。
第一部分:量子点技术的原理1. 什么是量子点量子点是一种粒径小于10纳米的半导体微晶体。
由于其尺寸非常小,因此具有特殊的物理和化学性质。
与通常的半导体材料相比,量子点的电子结构发生了显著的变化,使量子点表现出一些独特的光电学性质。
2. 量子点的能级结构在现代物理学中,量子点的电子结构被看作是一个由能级组成的谱带。
当电子的波长与量子点的大小相当时,量子效应变得显著,导致谱带分裂成离散的单电子能级。
这些单电子能级被称为“量子点态”,并具有与宏观化合物不同的光电性质。
3. 量子点的制备方法目前,制备量子点的主要方法有四种:溶液法、脉冲激光法、物理气相沉积法和化学气相沉积法。
其中,溶液法是最常用的方法之一,主要包括两种方法:热油法和水热法。
4. 量子点的特殊性质由于其尺寸非常小,因此量子点具有以下几个特殊性质:①电荷载流子的量子限制效应:由于电子被重新束缚在低维限制中,其能量分布呈现出量子化效应,表现出一些与传统化合物不同的电学性质。
②量子点荧光效应:由于其能带结构的不同而具有不同的能带间隙,从而呈现出不同的发射光谱,表现出一些与传统化合物不同的光学性质。
第二部分:量子点技术的应用1. LED和LCD显示器由于量子点具有独特的荧光特性,因此它在LED和LCD显示器领域具有广泛的应用。
对于LED背光板,量子点可以将蓝光转换成红绿光,不仅可以提高图像的鲜艳度和色彩饱和度,还可以减少能源的消耗。
而对于LCD显示器,利用量子点能带结构的特殊性质,可以显著提高液晶显示器的亮度和色彩饱和度。
2. 太阳能电池量子点技术可以被用于制造更加高效的太阳能电池,由于量子点具有单电子能级结构以及能带调制的特殊性质,可以有效提高太阳能电池的转换效率。
量子点的合成与表征量子点是一种具有特殊物理学和化学特性的微小材料,它的尺寸通常在1-10纳米范围内。
由于量子点在尺寸和能量上的量子约束效应,其光、电、热、磁等性质都表现出与其体材料完全不同的特性,因此在电子学、光学、材料学等领域中有着广泛的应用前景。
本文将着重介绍量子点的合成与表征。
一、量子点的合成量子点的合成方法有很多种,常见的包括溶剂热法、微波炉合成、溶胶-凝胶法、气相法和电化学法等。
其中,以溶剂热法和微波炉合成法最为常见。
溶剂热法是将适量的物质在适当的溶剂中加热反应,形成一定大小和形状的量子点。
溶剂热法的反应步骤简单、操作方便,但其产率较低,需要复杂的后续处理。
与之相比,微波炉合成则是将反应混合物置于微波炉中,利用微波的加热效应促进溶液中的物质转化成量子点。
该方法具有反应速度快、反应温度低等优点,在制备一些特殊形状的量子点时,也具有一定的优势。
二、量子点的表征在合成过程中,如何准确、可靠地表征量子点的特性是很重要的。
目前,量子点表征手段主要有三种:紫外-可见光谱、荧光谱和透射电子显微镜(TEM)。
紫外-可见光谱是研究量子点吸收和发射特性最直接的手段之一。
通过对不同成分的物质样品进行紫外-可见光谱检测,可以得出它们对光的吸收程度与波长区域的信息。
荧光谱则是研究量子点光发射特性的重要手段。
在激发光的作用下,通过荧光光谱测试,可以得到量子点发射光的峰值位置、峰值强度、荧光寿命等信息。
除此之外,透射电子显微镜也是一种十分重要的量子点表征手段。
通过对样品进行高分辨率的TEM成像,并进行相关分析处理,可以得到量子点在空间结构和形貌上的详尽信息。
三、未来展望随着我国经济和科技的不断发展,量子点在更多领域得到了广泛应用。
例如,量子点发光二极管已经应用于照明、显示、激光器等领域;通过改变量子点的组成和结构,也可以实现更多样化的特性,比如光催化、量子点太阳能电池等。
但这其中仍然存在一些问题,比如制备高质量、单分散度好的量子点依然较为困难,表征手段还需要更加完善和深入。
生物合成量子点引言:量子点是一种具有特殊光学和电学性质的纳米材料,其尺寸通常在1-10纳米之间。
近年来,人们发现生物合成量子点在生物医学和光电子学等领域具有广阔的应用前景。
本文将介绍生物合成量子点的制备方法、特性、应用以及未来的发展方向。
一、生物合成量子点的制备方法生物合成量子点是通过利用生物体内或外的生物合成机制来制备的。
常见的制备方法包括植物提取、微生物发酵、酶促合成等。
植物提取是一种简单而有效的方法,通常通过将植物材料浸泡在溶剂中来提取量子点。
微生物发酵则是利用微生物的代谢活性来合成量子点。
酶促合成是利用酶的催化作用来合成量子点。
这些生物合成方法不仅具有环境友好、低成本的优势,而且可以控制量子点的尺寸、形状和表面修饰,从而调控其光学和电学性质。
二、生物合成量子点的特性生物合成量子点具有许多独特的特性,使其在应用中具有巨大潜力。
首先,生物合成量子点具有较窄的发射光谱,可以发出非常纯净的光。
其次,生物合成量子点具有优异的荧光量子产率和较长的荧光寿命,使其在生物成像和荧光标记等领域具有广泛应用。
此外,生物合成量子点还具有较高的化学稳定性和生物相容性,可以在生物体内长时间稳定存在。
最后,生物合成量子点还具有较高的光热转换效率和电荷传输效率,使其在光电子器件和光催化等领域具有潜在应用。
三、生物合成量子点的应用生物合成量子点在生物医学和光电子学等领域具有广泛的应用。
在生物医学领域,生物合成量子点可以用于生物成像、药物传递和肿瘤治疗等。
通过调控量子点的尺寸和表面修饰,可以实现对生物体内特定器官和细胞的高度选择性成像。
此外,生物合成量子点还可以作为药物载体,实现药物的靶向输送和控释。
在光电子学领域,生物合成量子点可以用于光电转换器件、光催化和光传感等。
通过将生物合成量子点与其他功能材料相结合,可以实现高效的光电转换和光催化反应。
四、生物合成量子点的未来发展方向生物合成量子点作为一种新兴的纳米材料,其研究仍处于起步阶段。
量子点荧光探针在分析检测中的应用研究1. 引言量子点是一种准零维纳米晶粒,因其三个维度均受到量子限域,从而表现出一些独特的光学性能,如激发波长范围宽、发射波长范围窄且对称、量子产率高、荧光寿命长、光学性能稳定等优点。
量子点作为荧光离子探针在离子以及小分子检测领域引起了许多研究人员的关注并且取得了不错的进展。
离子和无机小分子与量子点之间可发生的物理或者化学作用,导致量子点的表面结构或者表面电荷发生变化,影响了电子与空穴的复合效率,从而对量子点的荧光强度产生增强或者猝灭作用。
量子点的荧光强度的变化与离子或者无机小分子的浓度之间往往存在一定的线性或者指数关系,利用这种数学关系就可以实现对离子或者无机小分子的定量测定。
量子点在金属离子、阴离子、氢离子以及其他无机小分子测定应用方面得到深入的探究,并且开发出基于量子点荧光增强测定离子的新方法,这一进展使得量子点荧光离子探针成为无机离子检测的重要方法之一。
量子点作为荧光离子探针,具有灵敏度高、使用量少、设备简单和重现性好等优点,因此具有很大的发展潜力和应用前景。
本文即是针对量子点荧光离子探针在金属离子检测、阴离子检测、氢离子浓度检测以及小分子检测等方面的研究进展加以综述。
2. 量子点荧光离子探针用于金属离子检测量子点的独特荧光性能主要取决于其表面状态及其所处的物理化学环境。
待检测物通过各种各样的物理化学作用,如吸附、共价键、静电作用和能量转移等方式与量子点发生相互作用,这将会改变量子点电子与空穴的复合效率,影响激子的产生,从而引起量子点荧光强度的变化。
对于金属离子而言,有些金属离子可以通过填充表面态来钝化量子点表面缺陷,从而使量子点荧光增强;有些金属离子则能够通过非辐射结合、电子转移和内滤效应等方式猝灭量子点的荧光。
金属离子对量子点荧光强度的影响使量子点荧光离子探针检测金属离子成为可能。
Isarov等首次报道了对金属离子与量子点相互作用的机理,Cu2+可以猝灭CdS QDs 的荧光,并且推测其猝灭机理是Cu2+集合到量子点的表面被还原为Cu+,而Cu+引起QD 导带的电子和价带发生空穴重组,导致量子点的荧光猝灭。
量子点材料的合成与应用近年来,随着科学技术的不断发展,量子点材料作为一种新兴的材料,引起了广泛的关注和研究。
量子点材料具有独特的光电性能和结构特点,被广泛应用于光电子学、生物医学、能源储存等领域。
本文将探讨量子点材料的合成方法以及其在各个领域的应用。
一、量子点材料的合成方法量子点材料的合成方法多种多样,常见的有溶剂热法、气相沉积法、电化学法等。
其中,溶剂热法是一种常用的合成方法。
通过在溶剂中加入金属离子和有机分子,利用高温和高压条件下的热分解反应,可以得到尺寸均匀的量子点材料。
气相沉积法则是通过将金属原子和有机分子蒸发,使其在基底上沉积形成量子点材料。
电化学法则是通过在电解质溶液中施加电压,使金属离子在电极上还原成金属原子,从而合成量子点材料。
二、量子点材料在光电子学领域的应用量子点材料在光电子学领域具有广泛的应用前景。
由于其尺寸的量子限制效应,量子点材料可以发射出特定波长的光,因此被广泛应用于显示技术。
例如,利用量子点材料合成的量子点显示器可以实现更高的色彩饱和度和更广的色域,使得显示效果更加真实逼真。
此外,量子点材料还可以用于光电二极管、光伏电池等光电器件的制备,提高光电转换效率。
三、量子点材料在生物医学领域的应用量子点材料在生物医学领域也有着广泛的应用。
由于其独特的光电性能,量子点材料可以作为生物探针,用于生物分子的检测和成像。
通过改变量子点材料的尺寸和表面修饰,可以使其发射出不同波长的荧光,从而实现对不同生物分子的选择性检测。
此外,量子点材料还可以用于药物传递系统的构建,通过修饰药物分子,实现对药物的控释和靶向输送,提高药物的疗效和减少副作用。
四、量子点材料在能源储存领域的应用量子点材料在能源储存领域也有着重要的应用价值。
由于其高比表面积和优异的电化学性能,量子点材料可以用于超级电容器和锂离子电池等能源储存器件的制备。
例如,将量子点材料作为电极材料,可以提高电极的电化学活性和储能密度,从而提高电池的性能和循环寿命。
分类号学号M200971464 学校代码10487密级硕士学位论文量子点的合成及其在ATP检测中的应用学位申请人:林松学科专业:生物医学工程指导教师:赵元弟教授答辩日期:2012年1月12 日A Dissertation Submitted in Partial Fulfillment of the Requirementsfor the Degree of Master of EngineeringSynthesis of Quantum Dots and Their Application inATP DetectionCandidate : Lin SongMajor : Biomedical EngineeringSupervisor : Prof. Zhao YuandiHuazhong University of Science and TechnologyWuhan, Hubei 430074, P. R. ChinaJanuary, 2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
保密□,在_____年解密后适用本授权书。
本论文属于不保密□。
(请在以上方框内打―√‖)学位论文作者签名:指导教师签名:日期:年月日日期:年月日本课题受到国家自然科学基金项目资助:本课题受到国家自然科学基金项目(30670553和81071229)的资助摘要量子点(Quantum dots,QDs)又称半导体纳米颗粒,由于其具有宽激发谱、窄发射峰、多色性及抗光漂白性等诸多优点成为重要的荧光标记物。
量子点的合成方法研究一直是量子点研究中的热点,随着研究的深入,超声、光照、微波辐射等合成辅助手段被引入到量子点的合成中。
同时,随着近红外检测技术这种重要的光学检测手段在深层组织成像及无创在体检测中潜力的凸显,近年来,对近红外量子点的合成研究成为量子点研究中的新方向。
量子点应用方面,设计基于量子点的生物传感器实现对生物分子的检测,发挥荧光检测灵敏度高、选择性强、方法简便的优点,对研究分子间相互作用及医学诊断中具有重要的意义。
本课题研究了水相及有机相中量子点的合成,并设计了基于量子点/适配体的化学发光共振能量转移的生物传感器,应用于ATP的检测。
主要工作有以下内容:(1)采用高压微波辐射的辅助手段合成了具有良好光学性质的水溶性CdTe量子点,荧光发射峰覆盖540-605nm。
并对微波辐射对CdTe成核及生长速率的影响进行了探讨,结果表明,在高温高压的密闭反应体系中,微波辐射能显著的提高CdTe的熟化速率,而这种促进作用主要表现在反应的前期,这种方法可以用于快速的制备CdTe 量子点。
实验中还发现,GSH作配体时量子点熟化速率高于MPA作配体;微波辐射制备CdTe时,一定范围内的pH值的升高或是温度的提高都会加快反应进程。
(2)CdTe/CdSe的合成研究中,我们采用两种不同的配位剂组合,研究了其对CdSe 包壳过程的影响,实验合成了覆盖650-800nm近红外范围的量子点。
在以TOPO/HDA 作为配体时,CdTe/CdSe量子点发射峰可以进入近红外范围,但是量子产率随着CdSe 的包覆逐渐降低。
而以ODPA/TOP作为配体时,量子产率有一个逐渐升高的过程,最高可以达到40%,但是可能由于ODPA/TOP过强的配位能力,所合成的量子点难以进入近红外范围。
此外,我们还对量子点表面的PEG化进行了初步探索。
(3)构建了基于量子点/适配体化学发光共振能量转移(CRET)的生物传感器,用于ATP分子的检测中。
辣根过氧化物酶(HRP)催化鲁米诺的化学发光为供体,量子点为受体,ATP存在时,aptamer变构使QDs与HRP在空间上靠近,当加入化学发光催化剂后,HRP催化鲁米诺发光,产生CRET现象,通过检测量子点的发光实现对ATP的检测。
该工作将CRET引入到生物传感器的构建中,在细胞及生物组织中代谢产物、酶的定量检测,分子间作用机制研究等方面具有广阔的应用潜力。
关键词:量子点微波生物传感器近红外化学发光共振能量转移ATPAbstractQuantum dots (QDs), also known as semiconductor nanoparticles, are becoming a class of important fluorescent labels due to their unique optical performance, such as broad absorption, narrow emission, multi-colored emission, and high resistance to photobleaching. Synthesis of quantum dots is a hotspot in quantum dots study for years; with in-depth study, supplementary approaches such as ultrasound, light, and microwave radiation were introduced into the synthesis of QDs. Meanwhile, as the growing potential of the near-infrared fluorescence imaging techniques -one of the most important optical detection method- highlights in deep tissue imaging and noninvasive in vivo detection, research on synthesis of the near-infrared QDs have attracted much more attention over the recent years. As for the applications of QDs, to design QDs-based biosensors for the detection of biological molecules, which take advantage of the strength of fluorescence detection such as high sensitivity, strong selectivity, and simple operation, is of great significance in the study of molecular interactions and medical diagnosis.This thesis mainly focuses on the synthesis of quantum dots in aqueous phase and organic phase, the design of QD/aptamer-based chemiluminescence resonance energy transfer (CRET) biosensor, and its application in ATP detection. The main results are summarized as follows:(1)Water-soluble CdTe QDs with excellent optical properties were synthesized by high-pressure microwave radiation, of which fluorescent emission covers 540~605 nm. The influence of microwave radiation on the CdTe nucleation and growth rate was investigated, and the results indicated that microwave radiation significantly increased the maturation rate of CdTe in the closed reaction system with high temperature and pressure. This promoting effect mainly contributed in the early stage of reaction that can be used for rapid synthesis of CdTe QDs. In addition, maturation rate of QDs with GSH as ligandswas higher than that with MPA as ligands; pH or temperature rising within certain range would speed up the reaction process when synthesized CdTe QDs by microwave radiation.(2)The effects of two different group of coordinating agents on the capping process of CdSe were studied in the synthesis of CdTe/CdSe QDs. Near-infrared QDs in the range of 650-800 nm were successfully prepared. When TOPO/HDA was adopted as coordinating agents, emission spectrum of CdTe/CdSe QDs entered the near-infrared range, but quantum yield of which decreased accompanied with the coating of CdSe. On the contrary, when took ODPA/TOP as coordinating agents, the quantum yield has a gradual increasing process, and the maximum reached to 40%. However, perhaps owing to the excessly strong coordination ability of ODPA/TOP, near-infrared QDs were hardly synthesized. In addition, PEGylation of QDs surface was preliminarily discussed.(3)A QD/aptamer based CRET biosensor was designed, where horseradish peroxidase (HRP)-catalyzed luminol acts as donor and QD acts as donor, for the detection of ATP molecule. In the presence of ATP, along with the strucural changes in the aptamer, QD and HRP begin to close enough to make CRET happen between them after adding reaction buffer. Then the ATP detection was successfully realized by detecting the fluorescence of QDs. This work introduced CRET into the construction of biosensors, and would have broad application aspects in the quantitative detection of such as cellular and biological metabolites, enzymes and study of molecular interaction mechanism.Keywords: Quantum Dots Microwave Irradiation Biosensor Near-Infrared CRET ATP目录摘要 (I)Abstract (III)目录 (V)1 绪论 (1)1.1 量子点的光学性质 (1)1.2 量子点的合成 (2)1.3 量子点的表面修饰 (4)1.4 量子点在生物医学领域的应用 (6)1.5 本文的选题思路及研究内容 (10)2 微波辅助合成水溶性CdTe量子点 (12)2.1 引言 (12)2.2 材料与仪器 (13)2.3 实验方法 (13)2.4 实验结果 (14)2.5 本章小结 (21)3 近红外核壳型量子点CdTe/CdSe的合成 (22)3.1 引言 (22)3.2 仪器与材料 (23)3.3 实验方法 (23)3.4 实验结果 (27)3.5 本章小结 (34)4 基于适配体/量子点化学发光共振能量转移的ATP检测 (35)4.1 引言 (35)4.2 试剂与仪器 (36)4.3 实验方法 (37)4.4 结果与讨论 (38)4.5 本章小结 (43)5 全文总结 (45)致谢 (47)参考文献 (48)1 绪论半导体量子点又称量子点(Quantum dots, QDs)或半导体纳米晶微粒,是一种由II-VI族或III-V族元素组成的,直径在1~100nm之间,具有量子限域效应及纳米尺寸效应等性质,能够接受激发光产生荧光的半导体纳米颗粒[1]。