半导体量子点（Quantum dots,QDs）主要是粒径在1.5到12 nm之间由IIB-VIA族元素或IIIA-VA族元素组成的纳米晶体。凭借其特有的光学和电学特性以及优良的尺寸依赖性,量子点在生物成像、光电化学传感器和太阳能电池等领域展现出了广阔的发展前景。镉系量子点由于尺寸效应、复杂的表面官能团且可降解释放出Cd²⁺等原因,在机体内可诱发一定的毒性效应,其安全性问题限制了此类材料的推广和应用。量子点进入机体后,可与蛋白质相互作用,同时与蛋白结合形成量子点-蛋白冠,影响蛋白的结构及功能且使量子点表面性质发生改变,从而可能对量子点在细胞内的吸收及毒性效应产生影响。因此,制备性能更加优异的量子点并对其与相关蛋白的相互作用机理进行研究对深入理解量子点的毒性作用机理及研发应用具有重要价值和指导意义。目前,量子点形成蛋白冠过程中的作用机制仍有待进一步探讨。本文首先合成了N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC）包覆的碲化镉（CdTe）量子点,探讨了NAC-CdTe量子点与血浆蛋白纤维蛋白原（FIB）相互作用的机制,随后选用小鼠肝细胞研究了量子点-蛋白冠的形成对细胞的毒性影响。之后对NAC-CdTe量子点进行掺Zn²⁺改性,提高量子点的荧光性能及热稳定性。进一步研究了所制备的两种量子点与胰蛋白酶（TRY）的相互作用,并对掺杂前后量子点与酶的相互作用机制进行了对比分析。本文主要研究内容如下:1.本文以NAC作稳定剂,通过“一锅法”制备水溶性NAC-CdTe量子点。通过调整不同回流反应时间,得到不同尺寸量子点,最终选择回流时间2 h的量子点并对其结构及发光性能进行表征。紫外吸收光谱、荧光光谱、透射电镜（TEM）、X射线衍射光谱（XRD）等研究手段表明,该回流时间的量子点荧光性能较好,呈现均匀球形形貌,且有立方闪锌矿结构,平均粒子尺寸3 nm。随后采用制备的量子点研究了其与FIB相互作用机制及蛋白冠的形成对蛋白结构和细胞毒性的影响。研究表明,在模拟生理条件下,量子点与FIB主要通过范德华力和氢键进行相互作用。两者结合过程中,FIB的二级和三级结构发生改变,蛋白质骨架松散及错误折叠。量子点可使细胞活力下降。体系加入FIB后,FIB可与量子点形成蛋白冠,降低量子点对肝细胞的毒性。2.利用“一锅法”对NAC-CdTe量子点进行掺杂改性,在水相合成过程中掺杂Zn²⁺成功合成了NAC-CdTe:Zn²⁺量子点。并利用多种光谱法、XRD、高分辨透射电镜（HRTEM）、X射线光电子能谱分析（XPS）、原子吸收光谱（AAS）和热重分析（TA）等多种手段对量子点进行表征。通过控制回流时间和Cd/Zn掺杂比,得到了不同发光性及不同尺寸的水溶性量子点。研究发现掺杂量子点中确实存在Zn元素,但实际掺杂量小于添加量。且Cd/Zn=10/1的掺杂比、回流时间2 h条件下合成的CdTe:Zn²⁺量子点比其他掺杂比和回流时间条件下的荧光强度及量子产率更高,因此选用该条件下的CdTe:Zn²⁺量子点进行后续研究。将掺杂前后的量子点对比发现,掺Zn量子点的量子产率和热稳定性有明显提高,并且没有改变CdTe原有晶相及形貌,从而拓展了量子点的实用范围。3.采用ITC法、多种光谱法和酶活性检测法等手段,研究了NAC-CdTe量子点和NAC-CdTe:Zn²⁺量子点与TRY的相互作用,并对研究结果进行了对比。结果显示两个量子点与TRY的结合反应均能够自发进行。CdTe:Zn²⁺量子点-TRY和CdTe量子点-TRY结合过程主要结合力都是范德华力和氢键,其中也有静电力的参与。CdTe:Zn²⁺量子点与TRY相互作用过程的结合常数K更大,结合力更强。量子点的加入导致TRY的多肽链松散,改变了蛋白骨架结构,TRY的二级和三级结构发生的变化不明显,氨基酸残基微环境几乎没有改变。两种量子点与TRY结合后对酶有激活作用,导致酶活性均增加。经对比发现,CdTe:Zn²⁺量子点对TRY酶活性的影响更小。以上研究有助于阐述量子点与蛋白的相互作用机制,提供了一种研究量子点-蛋白冠的形成以及量子点对细胞毒性的影响的新的研究方案,为开发生物相容性更好的量子点及降低量子点毒性提供了参考。