《活細胞離子檢測用量子點螢光探針的研究》是依託東南大學，由孫清江擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：活細胞離子檢測用量子點螢光探針的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：孫清江
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
檢測水和細胞中Pb2 + 、Hg2 + 、Cd2 + 、Cu2 + 、Zn2 + 等重金屬及過渡金屬離子的螢光探針的設計合成及套用研究已成為當今化學科學、環境科學及生命科學等領域的研究熱點。發現性能更優、合成更易和生產成本更低的新的螢光團則具有非常重要的意義。量子點符合上述標準是製備新型螢光探針的最佳選擇。申請人提出新型量子點/螢光化合物雜化型螢光探針的研究：量子點作為螢光團；螢光化合物包括二聯吡啶基生色團和氮雜冠醚基團，氮雜冠醚基團可以捕獲離子使得螢光化合物形成配（絡）合物，二聯吡啶基使得配（絡）合物總體作為量子點的表面配體。這一雙（複合）配位體系的建立可預期大大最佳化電荷從金屬離子到量子點的傳遞（離域）過程，提高探針的檢測限和速度。因而新型量子點/螢光化合物雜化型螢光探針具有重要的發展和套用前景。
結題摘要
本項目主要開展了新型量子點/螢光化合物雜化型螢光探針的研究，實現了對水和細胞中Cd2+ 、Ba2+ 、Zn2+ 等重金屬及過渡金屬離子的高靈敏度、高選擇性檢測。主要研究成果如下：（1）利用TGA-CdTe QDs為螢光團，選擇菲囉啉（Phen）為Cd2+捕獲基團，通過金屬親和力，構築了CdTe QD-Phen螢光探針，實現了“螢光開“模式對Cd2+檢測。其工作原理是利用了配體置換反應：Phen首先置換QDs表面TGA，並通過光誘導電荷轉移機制猝滅QDs螢光；而加入Cd2+會把Phen從CdTe QDs表面置換出來，形成[Cd(Phen)2(H2O)2]2+， TGA回到QDs表面，QDs螢光恢復。這種螢光探針的檢測限為0.01 nM，遠低於美國環保部允許的飲用水中最大Cd2+殘留量；線性範圍為0.02 nM到0.6 μM。（2）利用表面包覆DNA分子的CdSeZnS QDs，通過靜電組裝帶負電的卟啉分子 (TSPP)，構築了基於螢光共振能量轉移(FRET)原理的CdSeZnS QD/DNA/TSPP螢光探針，用於可視化檢測Zn2+。其工作原理是: TSPP通過FRET過程猝滅QDs螢光；TSPP絡合Zn2+，其吸收和發射光譜發生變化，與綠色QDs間的FRET效率降低，對應QDs的螢光恢復; 而和黃色QDs間的FRET效率增加，對應QDs的螢光進一步被猝滅。通過QDs“螢光開”和TSPP“螢光滅”的模式，實現了對Zn2+的可視化檢測。利用綠色QDs“螢光開”和黃色QDs“螢光滅”的模式，提高了Zn2+檢測的選擇性。這種比率螢光探針的檢測限是100 nM，線性範圍是0.5-6.0 μmol L-1，是目前檢測效果最好的Zn2+螢光探針之一。（3）利用CdTe QDs為螢光團，選擇醇溶性的4,7-二(1-氮雜18冠醚6)-1,10-菲囉啉（Phen-18C-6）為配體，通過相轉移方法和金屬親和力作用，構築了CdTe QD/Phen-18C-6螢光探針, 實現了“螢光開“模式對Ba2+檢測。其工作原理是利用了QDs表面配體的絡合反應：光誘導條件下，QDs向Phen-18C-6發生空穴轉移（PHT），其螢光被淬滅； Phen-18C-6絡合Ba2+，其HOMO能級降低，與QDs之間的PHT過程被抑制，QDs螢光恢復。這種螢光探針的檢測限為22nM；線性範圍為0-150 nM。
