论文部分内容阅读
在几乎所有的化学和生物过程中,温度都是一个非常重要的参数。细胞内温度测量和热成像不仅可以增加对各种细胞活动机制的理解,而且可以在细胞水平上检测许多疾病,从而开发出新的诊断和治疗技术。考虑到不明显的温度波动和人体组织或细胞的非均匀空间生热,对生理温度(20-50℃)的高空间分辨率、高灵敏度和特异性检测将有助于理解温度变化中的生物化学过程。然而迄今为止,人们还没有完全了解细胞在分子和细胞器水平上如何感知和响应温度,活细胞的温度异质性仍然是一个悬而未决的问题。因此,非常有必要在温度测量中开发出不同种类不同功能性的微观纳米温度计。很多研究发现基于发光的纳米温度探针测量法非常适合这类应用,包括量子点、金属纳米簇、稀土金属配合物、热敏聚合物和基因编码蛋白质探针等。与以往大量研究的单光依赖荧光强度的传感器相比,双光比色式荧光探针由于具有两种不同激发态的可分辨发光特性,引起了人们的广泛关注。它们可以减少外界因素的影响,如激发态波动、检测效率、探针浓度、光学遮蔽或其他改变绝对强度的局部不均匀性。在第二章中,我们设计了一种简单而快速的绿色超声合成大量荧光金纳米簇GSH-Au NCs的方法。合成的GSH-Au NCs在水溶液中具有较小的单分散尺寸(1.7 nm)和明亮的橙红色荧光发射(Em=598 nm)。制备的GSH-Au NCs具有优异的结构稳定性、良好的光辐照稳定性、时间稳定性、盐稳定性和酸碱稳定性,并且对Cu2+表现出了极高的特异选择性和探测敏感性,随着Cu2+浓度的增加,GSH-Au NCs的荧光亮度逐渐降低,LOD为20 ppb。同时,GSH-Au NCs在较大温度范围内(20-80℃)可灵敏地检测环境温,具有在生物领域成为Cu2+和温度双传感探针的潜质。第三章中,通过静电相互作用制备出了CDs/Au NCs双荧光发射杂化纳米材料。在380 nm的激发下,合成的杂化纳米材料显示出理想的荧光双发射行为,具有两个分辨率高、强度可比、颜色完全不同的荧光峰。杂化纳米温度计可以实现20-80℃范围内的温度比色检测,并具有很高的灵敏度和重现性。并且,该CDs/Au NCs双发射荧光纳米材料具有优异的稳定性和生物相容性,实验证明其可用于细胞内的荧光温度响应检测,是亚细胞水平上细胞内成像和温度传感的一种非常有前途的候选材料。第四章中,将黄色荧光的CDs按照质量比滴入到PU(水/甘油)溶液中,最后将混合液滴在玻璃基材上加热干燥就得到黄色-蓝色双光发射的杂化PU/CDs复合薄膜。CDs粒子在复合薄膜上分布比较均匀,薄膜的透光率达到了77%以上,并且具有比较好的拉伸和延展性。综合双发射颜色随温度变化性质,我们筛选出了PU:CDs最佳配比(CDs含量为1%)制备的复合薄膜,具有比较理想的荧光双发射温度响应性,颜色跨度大,随着温度升高在蓝色-绿色-黄色区间内移动,对温度的响应灵敏,显示精确。本章制备的这种杂化PU/CDs复合薄膜可以实现在大温度范围内(1090℃)的温度灵敏比色检测,在宏观双光温度检测和高分子复合改性两个方面都具有较高的应用价值。