第1章 引言 1
1.1 铜离子的研究 1
1.1.1 铜离子的研究意义 1
1.1.2 铜离子的检测方法 1
1.1.3 铜离子的荧光分析法 2
1.1.3.1 小分子Cu＋荧光探针 2
1.1.3.2 基于蛋白质的Cu＋荧光探针 3
1.1.3.3 反应驱动的Cu＋荧光探针 4
1.1.3.4 淬灭型Cu2＋荧光探针 4
1.1.3.5 基于萘的激基缔合物与单体间转换的增强型Cu2＋荧光探针 5
1.1.3.6 Cu2＋化学剂量传感器 5
1.1.3.7 基于纳米颗粒的Cu2＋传感器 6
1.2 基于半导体量子点的荧光传感 6
1.3 基于染料掺杂纳米颗粒的传感 9
1.4 发光碳点的研究 10
1.4.1 碳纳米点的介绍 10
1.4.2 碳纳米点的合成 11
1.4.2.1 Top-down方法 12
1.4.2.2 Bottom-up方法 14
1.4.2.3 碳点纳米复合物 16
1.4.2.4 碳点表面功能化 17
1.4.3 发光碳点的性质 17
1.4.3.1 结晶属性与杂化 17
1.4.3.2 光学特性 18
1.4.3.3 细胞毒性 21
1.4.4 发光碳点的生物成像 22
1.4.5 石墨烯衍生化的发光碳 22
1.4.6 碳点研究总结与展望 23
1.5 本文的研究目的、内容与创新点 24
1.5.1 研究目的 24
1.5.2 研究内容 25
1.5.3 创新点 26
第二章 基于功能化量子点的比率型荧光探针检测细胞内铜离子 27
2.1 引言 27
2.2 实验部分 28
2.2.1 试剂与材料 28
2.2.2 实验仪器 29
2.2.3 AE-TPEA的合成 29
2.2.4 PYEA的合成 30
2.2.5 CdSe@PYEA-TPEA的制备 30
2.2.6 细胞培养 30
2.2.6.1 细胞复苏 30
2.2.6.2 细胞传代 30
2.2.6.3 细胞铺板 31
2.2.7 细胞毒性实验 31
2.2.8 荧光寿命测定 31
2.2.9 共聚焦荧光成像 32
2.3 结果与讨论 32
2.3.1 QDs@PYEA-TPEA的表征 32
2.3.1.1 CdSe/ZnS量子点的表征 32
2.3.1.2 功能有机分子的表征 34
2.3.1.3 QDs@PYEA-TPEA的表征 35
2.3.2 QDs@PYEA-TPEA检测Cu2+ 36
2.3.3 QDs@PYEA-TPEA的选择性 38
2.3.4 CdSe@C-TPEA的荧光稳定性 40
2.3.5 QDs@PYEA-TPEA的细胞毒性 42
2.3.6 基于QDs@PYEA-TPEA的细胞内Cu2＋成像与传感 42
2.4 本章结论 44
第三章 基于碳纳米点复合材料的细胞内铜离子传感与比率荧光成像 45
3.1 引言 45
3.2 实验部分 46
3.2.1 试剂与材料 46
3.2.2 实验仪器 47
3.2.3 C-dots的合成 47
3.2.4 AE-TPEA的合成 47
3.2.5 CdSe@SiO2与CdSe@C-TPEA的制备 47
3.2.6 细胞培养 48
3.2.6.1 细胞复苏 48
3.2.6.2 细胞传代 48
3.2.6.3 细胞铺板 48
3.2.7 细胞毒性实验 49
3.2.8 共聚焦荧光成像 49
3.3 结果与讨论 49
3.3.1 CdSe@C-TPEA的表征 49
3.3.1.1 C-dots的表征 49
3.3.1.2 AE-TPEA的表征 51
3.3.1.3 CdSe@SiO2的表征 51
3.3.1.4 CdSe@C-TPEA的表征 52
3.3.2 CdSe@C-TPEA检测Cu2+ 54
3.3.3 CdSe@C-TPEA的荧光稳定性 55
3.3.4 CdSe@C-TPEA的选择性 56
3.3.5 CdSe@C-TPEA的细胞毒性 58
3.3.6 基于CdSe@C-TPEA的细胞内Cu2＋成像与传感 59
3.4 本章结论 60
第四章 基于石墨烯量子点的双光子比率型探针荧光成像细胞和组织内的铜离子 61
4.1 引言 61
4.2 实验部分 62
4.2.1 试剂与材料 62
4.2.2 实验仪器 63
4.2.3 石墨烯量子点的合成 63
4.2.4 去铜超氧化物歧化酶的制备 63
4.2.5 纳米复合探针GQD@Nile-E2Zn2SOD的制备 63
4.2.6 线性光学实验 64
4.2.7 双光子荧光光谱与双光子作用截面 64
4.2.8 荧光寿命测定 64
4.2.9 双光子显微镜 64
4.2.10 细胞培养 65
4.2.10.1 细胞复苏 65
4.2.10.2 细胞传代 65
4.2.10.3 细胞铺板 65
4.2.11 细胞毒性实验 66
4.2.12 细胞流式实验 66
4.2.13 组织切片的制备与染色 67
4.3 结果与讨论 67
4.3.1 GQD@Nile-E2Zn2SOD的表征 67
4.3.2 GQD@Nile-E2Zn2SOD检测Cu2+ 72
4.3.3 GQD@Nile-E2Zn2SOD的选择性 74
4.3.4 GQD@Nile-E2Zn2SOD的细胞毒性 74
4.3.5 基于GQD@Nile-E2Zn2SOD的细胞内Cu2＋成像与传感 77
4.3.6 基于GQD@Nile-E2Zn2SOD的组织内Cu2＋成像与传感 79
4.4 本章结论 82
第五章 结论与展望 83
5.1 结论 83
5.2 展望 83
致谢 85
参考文献 86
个人简历、在读期间发表的学术论文与研究成果 99