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量子点相对传统有机荧光染料具有吸收光谱宽、发射光谱窄、发光波长可调、高荧光强度和抗光漂白等优点,因此量子点作为新型荧光探针在纳米生物领域中的应用引起了人们的广泛关注。量子点可以通过有机相和水相两种方法制备得到。目前,有机相方法已经发展很成熟,但该方法存在操作步骤复杂、毒性大、原料成本高等缺点;相比较而言,水相制备量子点具有操作简单、成本低、毒性小等优点,但最大的问题在于传统水相方法制备的量子点光谱性能差、光稳定性差、细胞毒性大。这很不利于量子点在纳米生物领域中的深入研究和广泛应用。基于对上面问题的分析,本文采用微波辐射的方法直接在水相中制备得到了一系列性能优良的量子点和量子点-聚合物纳米微球,并对这些量子点和聚合物纳米微球进行细胞毒性研究和初步的细胞及活体成像,具体开展了以下工作:1.发展了“程序控制微波辐射”方法,分别从量子点晶核形成和晶体生长两个方面进行条件的控制和优化,制备得到荧光量子效率达到68%的水溶性CdTe量子点;2.采用微波辐射方法,以水溶性CdTe量子点作为核,成功实现了CdS壳的外延生长,制备得到的CdTe/CdS核-壳型量子点荧光量子效率提高至75%;3.通过对制备条件的优化,制备得到荧光光谱发射峰半峰宽仅为27纳米、荧光量子效率高达82%的水溶性CdTe量子点,进一步采用光辐射方法改进后,荧光量子效率达到98%;4.采用ZnS壳外延生长方法,首次在水相中直接制备得到兼具高荧光量子效率、优异光稳定性和良好生物相容性的CdTe/CdS/ZnS核-壳-壳型量子点;5.采用聚丙烯酰胺通过静电相互作用的方式,对所制备得到的水溶性量子点表面进行传统修饰,并在此基础上,观察到在单波长激发状态下,量子点-聚丙烯酰胺复合物双波长发射的现象;6.不同于聚合物修饰量子点表面的传统方法,发展了“同步生成量子点-聚合物纳米微球”新方法。采用该方法制备得到的量子点-聚合物纳米微球在保持量子点优良光谱性能的同时,还具有良好的光稳定性和生物相容性;7.对上述不同类型的量子点和量子点-聚合物纳米微球进行细胞毒性的系统研究,并在此基础上将其初步应用于细胞和活体成像。上述七个方面的工作为水溶性量子点和聚合物纳米微球作为荧光探针广泛应用于纳米生物领域的研究提供了坚实的基础。