近红外Hg系硫族化物纳米荧光探针的控制合成研究

近红外发光硫族化物半导体纳米粒子作为新一代荧光探针，为活体基因表达和酶活动研究提供了新的机遇。本项目拟对水热法控制合成的近红外Hg系硫族化物纳米荧光探针进行研究，研究内容如下：（1）探讨反应物前躯体结构特点和浓度、稳定剂、溶剂、介质的酸碱度、反应的温度及时间等因素对合成纳米粒子的物相、结构、形貌和尺寸的影响，获得纳米晶的优化可控合成工艺；（2）在可控条件下，分别从晶体结构及生长环境（如溶液的过饱和度、pH 值、温度、成分和杂质等）两个方面分析纳米粒子形成阶段的动力学过程，找出晶体生长速率常数，建立动力学模型；（3）探讨纳米粒子的结构、形貌、尺寸和包裹物与其荧光特性的关系，揭示其发光机理。着重研究近红外Hg系硫族化物纳米粒子荧光探针的可控合成、尺寸、形貌与发光性能之间的关系，为其在活体成像中的应用提供理论基础。

本课题采用水相法成功制备了一序列包括HgTe、HgSe、HgS、Ag2S、Ag2Se、Ag2Te等高稳定性的水溶性近红外发射(发射峰均位于700-900nm处)的汞系及银系硫族化物量子点荧光探针。系统研究了碲源/硒源、反应温度、反应物比例、表面活性剂种类及用量、惰性氛围、体系的酸碱性等合成条件及放置时间对水相硫族化物量子点的形貌、结构及荧光光谱（主要是荧光特征峰强度及分布）的影响及规律，优化了合成工艺并讨论了量子点的发光机理。同时还初步评价了HgTe、HgSe和Ag2Se等量子点的细胞相容性及抗菌性能，结果表明汞系硫族化物荧光量子点具有良好的细胞相容性及一定的抑菌性能。本课题研究结果为硫族化物量子点荧光探针应用于生物标记及活体组织成像技术等方面提供了实验基础及理论依据。