地区：上海市 宝山区
关键词：桂林理工大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000002640
成果描述：
| 课题来源与背景：该课题来源于国家自然科学基金项目（21063005），在纳米材料及纳米技术高速发展的这些年来，纳米微粒作为一种荧光探针已被广泛应用于生物标记及医疗诊断领域，因此对纳米微粒的可控合成要求及深入理解纳米微粒的发光机理显得尤为迫切。研究目的与意义：主要目标为近红外Hg系硫族化合物纳米粒子的控制合成，即通过探索近红外汞系硫族量子点的可控合成和生物探针性能研究获得近红外纳米微粒的普适合成路线及发光机理。近红外发光硫族化物半导体纳米粒子作为新一代荧光探针，为活体基因表达和酶活动研究提供了新的机遇。主要论点与论据：研究了近红外区发光（700-1000nm）的汞系硫族化物荧光纳米体系的控制合成工艺，合成出一系列近红外区发光的硫族化物荧光纳米粒子，探索总结出影响汞系硫族化物纳米粒子近红外发光的主要因素，研究纳米粒子的形貌、结构、尺寸与其荧光特性的关系，并提出汞系硫族化物纳米粒子近红外发光的机理。创见与创新：在近红外水溶性汞系硫族化物量子点的控制合成及其发光机理方面取得了一定的突破：成功采用水相法制备了一序列水溶性近红外发射(发射峰均位于700-900nm处)的汞系及其他硫族化物荧光量子点，包括HgTe、HgSe、Ag2Se、Ag2Te、Ag2S、CuS、和CuTe量子点。通过对水溶性负二价碲源和硒源的制备条件进行了优化，并对水相法制备水溶性汞系及其他硫族化物量子点过程中的温度、反应物比例、表面活性剂、惰性氛围、压强及酸碱性等因素对荧光特征峰强度及分布的影响进行了系统的探索，获得了高稳定性的近红外水溶性汞系及其他硫族化物量子点。根据传统的传热理论计算公式，利用δ函数来计算水热反应釜内溶液温度变化的动力学过程。开创了硫族化物量子点的荧光探针应用研究，在硫族化物量子点的抗菌性及细胞相容性研究方面取得一定突破：A、量子点的抗菌性能研究：通过管碟法和平板计数法两种不同的方法研究了水溶性HgTe和HgSe等量子点的抗菌性能，比较了各种量子点对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、蜡样芽胞杆菌四种细菌和酵母菌真菌的抑制能力。平板计数法表明：HgTe和HgSe量子点对细菌和真菌都有抑制作用，两者的抑菌作用都随量子点样品浓度的增加而增加，HgTe量子点对五种菌株的抑菌效果为酵母菌＞枯草芽孢杆菌＞蜡样芽胞杆菌＞大肠杆菌＞金黄色葡萄球菌。HgSe量子点对五种菌株的抑菌效果为酵母菌＞金黄色葡萄球菌，对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、蜡样芽胞杆菌的抑菌效果相近。管碟法实验结果表明：HgTe和HgSe量子点对蜡样芽胞杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌均有良好的抑菌作用，其中，HgTe对枯草芽孢杆菌的抑菌效果最好，其次是金黄色葡萄球菌，抑菌效果最差的是大肠杆菌和酵母菌，没有明显抑菌圈；HgSe对枯草芽孢杆菌的抑菌效果最好，其次是金黄色葡萄球菌，抑菌效果最差的是大肠杆菌和酵母菌，没有明显抑菌圈。HgSe的抑菌效果比HgTe明显。B、量子点的细胞相容性研究：通过MTT测试研究了HgTe、HgSe和Ag2Se等量子点对Hela细胞的相容性，结果表明三种量子点均具有较好的细胞相容性，但随着量子点浓度的升高，细胞相容性下降，较高浓度时，HgSe显示出较好的细胞相容性。社会经济效益：结合该课题研究培养硕士研究生10名，培养青年教师2名。该成果若得以推广应用可以每年带来数亿元的经济效益，同时间接产生数亿元的社会和环境效益。 |
