作为准零维纳米材料,量子点(QDs)具有很多独特的光学性能,如:荧光寿命长、荧光量子产率高、吸收光谱宽、发射峰窄且连续可调和抗光漂白性能强等。这些优异的特点使得量子点在生物检测、照明、能源和催化等领域具有广阔的应用前景和发展潜力。上世纪九十年代,科研工作者首次将量子点从油相转移到水相,并将其制备成用于细胞成像的荧光探针。自此以后,量子点作为荧光标记材料在单分子示踪、细胞生物成像、定量检测特定蛋白和核酸等领域得到大量的研究。然而,目前量子点作为荧光标记材料时仍然存在高荧光量子产率和高稳定性不可兼得的难题,造成了量子点在相转移过程中荧光衰减以及应用于生物检测时荧光稳定性不持久,从而使其不能满足高灵敏度、高准确度、长期有效的定量快速检测要求。因此,本论文以解决以上问题为出发点,力图制备出能同时具备高荧光量子产率和高稳定性的量子点并将其应用到对特定蛋白的高灵敏度检测中。具体内容如下:(1)厚壳层CdSe/CdS/ZnS核壳结构量子点的合成及其在生物检测中的应用。量子点壳层的选取一般考虑两个方面:一是实验所需的发光范围。二是核壳之间的晶格匹配度。CdS与CdSe的晶格失配度为4%且作为壳层材料CdS难以限域核内电子从而会导致波长红移,考虑到红光具有较长的荧光寿命以及较强穿透能力等特点,在生物检测过程中可以很好地避免生物背景带来的影响,因此我们优先选择CdS作为中间壳层。本实验中我们首先采用反向注入法合成出高质量、荧光峰位在550 nm的CdSe核,随后我们以辛硫醇为硫源,利用其在高温下缓慢释放的特点合成出高质量厚壳层CdSe/CdS/ZnS核壳结构量子点,该量子点荧光峰位为621 nm,半峰宽为36 nm,荧光量子产率为75%。在经过初步的稳定性检测后,我们采用反向微乳液法对该油溶性厚壳层量子点进行硅烷化修饰,实验发现经二氧化硅包覆过后的水溶性量子点单分散性能良好、粒径均一。我们将水溶性硅烷化量子点置于不同复杂环境中进行稳定性表征,结果显示稳定性良好。最终我们以该水溶性量子点为基础利用量子点荧光免疫吸附法,通过对探针稀释液和偶联抗体比例的筛选,成功实现对C-反应蛋白的定量检测,其最低检测限为1.11 ng/mL。(2)超厚壳层CdSe/ZnS/CdZnS/ZnS核壳结构量子点的合成及其在生物检测中的应用。基于厚壳层量子点的实验我们发现几个问题:一是CdS限域电子的能力较弱,持续包覆CdS壳层很难做到在持续增大粒径的同时保证高水平的荧光量子产率。二是即使厚壳层量子点,还是会因为自身质量过小而在水相转移等过程中存在较大离心损失。三是厚壳层量子点的光稳定性尚有一定的提升空间。有鉴于此,我们先期选取2层ZnS对CdSe核进行包覆,随后通过合金层作为中间壳层制备出超厚壳层CdSe/ZnS/CdZnS/ZnS核壳结构量子点。该量子点荧光量子产率为80%,半峰宽为36 nm,粒径较为均一。随后对该超厚壳层水溶性量子点进行硅烷化修饰并对其稳定性进行表征,实验表明相较于厚壳层水溶性量子点,超厚壳层水溶性量子点不仅在稳定性方面表现优异,而且因为自身质量的增加有效地减少了离心损失。最后我们优化最佳抗体偶联比例和探针稀释液配比,利用量子点荧光免疫吸附法成功实现对C-反应蛋白高灵敏度检测,最低检测限为0.41 ng/mL,其检测灵敏度为厚壳层量子点的2.7倍。