论文摘要
目前,由于编码荧光纳米颗粒作为探针在分子生物学、细胞生物学、细胞成像、医学诊断、高通量药物筛选以及组合化学合成等领域具有广泛的应用前景而引起人们极大的兴趣。通常,编码荧光纳米颗粒由荧光编码元素和微纳米载体两部分组成。有机荧光分子、荧光金属配合物以及荧光半导体量子点（Quantum dots,QDs；又称半导体纳米晶）是最典型的三种编码元素。与传统成熟的有机荧光分子和荧光金属配合物相比,量子点具有激发光谱宽而连续、发射光谱窄且对称以及光学稳定性好等优点,而且改变其物理尺寸就可调控其荧光波长,仅用同一激发光即可激发多种不同颜色荧光的QDs。因此,QDs是一种理想的荧光编码元素。聚苯乙烯微粒和二氧化硅纳米颗粒是最常用的编码元素载体。其中具有易制备、分离、表面修饰以及良好的亲水性和生物相容性等优点的二氧化硅纳米颗粒更是受到研究者的广泛关注。近年来,许多国内外研究小组将各种荧光量子点、有机荧光染料和金属配合物可控地组装到二氧化硅和聚苯乙烯纳米颗粒的内部和表面,并对颗粒的形成机理和结构进行了相应的探讨,对于编码荧光纳米颗粒的制备应用具有重要的意义。编码荧光纳米颗粒的设计、制备和分析表征是其作为探针用于应用研究的基础。编码荧光纳米探针的编码信号识别,是通过控制纳米载体中的编码元素浓度和浓度比实现对所形成的编码荧光纳米颗粒的荧光发射强度和荧光发射强度比。目前,编码荧光纳米颗粒的设计和制备方法分为三大类：（1）荧光编码元素通过静电、疏水作用力、共价键合、氢键以及物理包埋等方式固定于载体内部。（2）将荧光编码元素通过各种作用组装于载体表面。（3）通过层-层（layer-by-layer）自组装技术将不同的荧光编码元素组装于纳米颗粒中心至表面不同的层面形成独特的纳米建筑结构。虽然这些方法都已经成功的制备出各种编码荧光纳米颗粒,但制备过程复杂、耗时长；而利用金属离子选择性地猝灭荧光纳米颗粒编码前驱表面量子点的荧光发射和利用不同波长、强度的光源照射荧光纳米颗粒编码前驱进行选择性光解等新型编码技术使得制备简单、省时。本论文在以上理论的基础上,利用水相合成的红绿颜色荧光CdTe QDs作为荧光编码元素,掺杂有机荧光分子,制备了一系列编码荧光纳米颗粒。实验包括以下几部分：（1）改进了水相制备绿橙红三色水相CdTe QDs的方法,提出了前驱体溶液在弱碱性制备巯基丙酸（MPA）包覆CdTe QDs的方法。发现前驱体溶液在弱碱性制备的QDs具有比强碱性更好的荧光；同时QDs颗粒在绿光区生长快,在红光区生长缓慢。还讨论了前驱体Te的浓度对QDs制备的影响。（2）采用多步法制备了复合（SiO2-CdTe QDs）/SiO2编码荧光纳米颗粒,组成包括表面氨基化SiO2纳米颗粒载体、组装的红绿两色CdTe QDs壳层以及最外层的二氧化硅壳。制备的复合（SiO2-CdTe QDs）/SiO2编码荧光纳米颗粒制备的展现了良好的比例荧光信号,性能稳定,具有广阔的应用前景。（3）采用多步法制备了混合（FITC/SiO2-CdTe QDs）/SiO2超级结构编码颗粒,组成包括FITC/SiO2 NPs核、CdTe QDs壳层以及最外层的SiO2壳。混合（FITC/SiO2-CdTe QDs）/SiO2超级结构编码颗粒显示了良好的可分辨双重荧光信号。利用Cu2+猝灭混合（FITC/SiO2-CdTe QDs）/SiO2超级结构颗粒中QDs荧光的后编码过程耗时少、编码精确、实验条件宽松。同时,不同的混合（FITC/SiO2-CdTe QDs）/SiO2超级结构颗粒可以通过改变有机荧光分子的种类和QDs来制备,作为探针具有广阔的生物医学应用前景。