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从量子点和纳米金棒粒子被发现至今,人们对它们的结构与性能之间的关系有了一定认识,并且可以人工合成不同尺寸大小和不同形貌的量子点或者纳米金棒。将合成的纳米粒子与高分子材料结合制备出可以应用于生物医学研究的纳米复合材料,仍然面临许多挑战。水相单分散硒化镉量子点纳米复合粒子的制备对提高量子点生物探针的灵敏度和检测效果非常有利。结合计算机模拟,多尺度认识两亲性三嵌段共聚物分子结构、探索单分散性硒化镉量子点纳米复合粒子的微观结构和宏观荧光性能之间的定性规则和定量关系模型,获得调控两亲性三嵌段共聚物结构和硒化镉量子点纳米复合粒子结构的科学规则和方法至关重要。本文利用耗散粒子动力学(DPD)方法对两亲性三嵌段共聚物甲氧基聚乙二醇-block-聚(甲基丙烯酸二乙氨基乙酯)-block-聚(2,2,3,4,4,4-甲基丙烯酸六氟丁酯)(简写为OmAnFp,其中O代表甲氧基聚乙二醇,A代表聚甲基丙烯酸二乙氨基乙酯,F代表聚甲基丙烯酸2,2,3,4,4,4-六氟丁基酯,m、n、p分别代表O、A、F的聚合度)和硒化镉量子点(Cd Se QDs)在水中组装制备单分散硒化镉量子点纳米复合粒子(OmAnFp@QDs)的过程进行仿真模拟,成功从微观尺度上揭示了单分散聚合物纳米复合粒子的形成机制。研究了两亲性三嵌段共聚物中嵌段F、A、O不同聚合度以及体系中不同OmAnFp和Cd Se浓度对单分散硒化镉量子点纳米复合粒子不同特性的影响。结果表明,随着亲水嵌段O聚合度的增加,硒化镉量子点纳米复合粒子的分散性和稳定性增加,粒径减小。随着疏水嵌段A和F聚合度的增加,硒化镉量子点纳米复合粒子中包覆的Cd Se量子点的数目变得均一,纳米复合粒子的粒径增大。体系中Cd Se初始体积分数保持不变的情况下,随着嵌段共聚物OmAnFp初始浓度的增加,体系中的没有包覆Cd Se的空包胶束的数量增加,体系中形成的聚集体的粒径也变得不均一。通过对以上结果的分析,我们得出制备理想稳定性好、粒径大小均一的单分散硒化镉量子点纳米复合粒子所需嵌段O的聚合度为90和120,嵌段A和F的聚合度分别为10和15,体系中初始OmAnFp、量子点Cd Se和水的体积分数分别为6%、0.25%和93.75%。根据DPD模拟结果,指导设计并制备了不同亲疏水链段长度的两亲性三嵌段共聚物OmAnFp。以OmAnFp和油溶性硒化镉(Cd Se)量子点的复合体系为研究对象,对二者在水相中的组装行为进行了系统研究,通过控制OmAnFp和Cd Se量子点的组装行为,成功制备了单分散的量子点纳米复合粒子(OmAnFp@QDs),所得到的OmAnFp@QDs纳米复合粒子可以稳定长久地分散在水溶液中。通过与具有不同疏水嵌段的两亲性三嵌段共聚物组装,可以将单分散纳米复合粒子OmAnFp@QDs的水力直径(Dh,DLS)从40 nm调节到61 nm。单分散的纳米复合粒子OmAnFp@QDs可以在p H值范围为4.0-12.0之间的水溶液中稳定存在而不发生团聚。在浓度为400 m M的Na Cl溶液中,OmAnFp@QDs纳米复合粒子的荧光强度在4小时内仅有微弱的减小。两亲性三嵌段共聚物中的嵌段O和F为OmAnFp@QDs纳米复合粒子提供了良好的生物相容性,使得OmAnFp@QDs纳米复合粒子与牛血清白蛋白(BSA)剧烈混合后呈现出的较低水平的非特异性结合。水相单分散的纳米复合粒子OmAnFp@QDs的这些优异特性满足了高级生物医学成像体系中荧光探针的使用要求。为实现对CdSe量子点的荧光强度进行最大限度的增强,以纳米金棒(Au NR)作为表面等离子共振荧光增强体,并通过调节包覆在Au NR表面的二氧化硅壳层的厚度实现对Cd Se量子点和Au NR距离的调控,进而实现Cd Se量子点的荧光强度调控。本研究首先将Au NR的表面进行改性包覆一层二氧化硅(Si O2),改性后纳米金棒(Si O2@Au NR)的表面带有负电荷。通过与表面带有正电荷的Cd Se量子点混合,在静电力的作用下Cd Se量子点均匀附着在Si O2@Au NR的表面,实现纳米金棒表面等离子体共振增强硒化镉量子点荧光复合纳米粒子(QDs@Si O2@Au NR)的初步构建。将初步制备的QDs@Si O2@Au NR与O113A11F19在水相中进行组装,得到能够在水相中稳定分散的纳米金棒表面等离子体共振增强硒化镉量子点荧光复合纳米粒子(O113A11F19@QDs@Si O2@Au NR)。其中,作为荧光发射体的Cd Se量子点的最大紫外吸收峰和荧光发射峰分别位于波长625 nm和636 nm处;作为表面等离子共振荧光增强体的Au NR的纵向表面等离子体共振L-LSPR最大紫外吸收峰在波长638 nm处,其较宽的L-LSPR紫外吸收带与Cd Se量子点的吸收光谱和荧光发射光谱有一定的重叠。实验中发现,当Cd Se量子点与Au NR表面的距离为22±1.2 nm时,O113A11F19@QDs@Si O2@Au NR纳米复合粒子的荧光强度是相同浓度下Cd Se量子点溶液荧光强度的3.3倍。QDs@Si O2@Au NR通过与三嵌段共聚物O113A11F19组装制备的O113A11F19@QDs@Si O2@Au NR纳米复合粒子能够稳定地分散在水相中并且荧光特性得到最大限度的保持。基于时域有限差分法(FDTD),利用FDTD solutions对QDs@Si O2@Au NR复合纳米粒子体系中Cd Se量子点和Au NR之间的相互作用进行了仿真模拟。结果表明,当入射光与Au NR表面自由电子发生耦合时,Au NR高度受限的电磁共振效应产生的电磁场强度会被增强,使得位于Au NR表面一定距离的Cd Se量子点中激发态电子的比例和辐射衰减率增加,从而引起CdSe量子点的荧光强度得到增强。