水溶性手性量子点的制备及双色荧光法手性药物检测研究

本项目针对手性量子点水相合成配体稀少，性质有待进一步改进，尚无近红外手性量子点的报道等现状，筛选并合成一系列新型手性配体，通过高温高压水热法，合成多种高品质可见及近红外发射的新型手性量子点（L/D型）。并对量子点的荧光性质、晶体结构、表面组成、粒径及分布、生物安全性、细胞成像等进行系统研究，提出并验证量子点手性形成机理。通过实验及计算机模拟系统揭示量子点与手性药物间作用机制、影响因素、作用位点及强度等。利用手性量子点表面的立体识别功能，以无发射光谱重叠的L及D型量子点作为荧光探针，构建双色荧光法手性药物检测体系，实现对单一手性药物对映体、混合样品、实际样品实时、快速、灵敏、特异性的检测，以及对细胞内手性药物对映体可视化监测。该模式过程简单、可操作性强、无需手性拆分及量子点修饰，为手性药物的质量评价提供了新的原理、方法及思路，也为手性量子点在其他生化检测中的应用和推广奠定一定的基础。

(1)本项目筛选了几种新型的水溶性手性巯基小分子作为手性量子点水相法合成的配体。应用水热法，制备出一系列具有良好的生物相容性、稳定、单分散性好、发射范围宽、量子产率高、荧光寿命长、可见及近红外发射的水溶性手性量子点。包括二元结构的CdTe、CdSe量子点；掺杂性的CdZnTe、ZnCdSe、CdMnTe量子点以及核壳型的ZnSe/ZnS量子点。这些量子点的荧光发射范围是400-700覆盖了整个可见光的范围，为后期的检测及荧光成像实验提供了保证。（2）并且本项目通过多种表征手段（如圆二色、荧光光谱、紫外吸收光谱、透射电子显微镜、傅里叶转换红外光谱、质谱、X射线光电子能谱、X射线衍射光谱、电子衍射光谱等）对多种类型的手性量子点的荧光性质、晶体结构、表面组成、粒径及分布等进行系统的分析。特别是首次采用基质辅助激光解析-飞行时间质谱(MALDI-TOFMS)对多种粒径的水溶性手性CdTe量子点进行了表征。提出并验证量子点的形成机理。(3)应用所合成的水溶性手性量子点作为荧光探针，建立了“turn on-off”的荧光可逆变化模式，进行了顺铂与与DNA的作用研究。而立体异构的反铂只能使量子点荧光猝灭，而不能使荧光恢复。我们从药物结构，水溶性，水解常数等方面研究了三种铂类常用药（顺铂、卡铂、奥沙利铂）在该模式中的区别。最后通过不同序列DNA验证了顺铂与DNA的作用位点，研究了DNA链长和单双链DNA在体系中的差异。(4)以N-乙酰半胱氨酸包裹的手性CdTe量子点为探针，检测Hg离子。实验发现银离子可以淬灭量子点的荧光并在700-860nm处产生新的荧光峰。检测的线性为20–430 nM，检测限为8.0 nM。新的荧光峰的出现和量子点的粒径无关。而且，通过紫外吸收光谱、荧光光谱和X射线光电子能谱，本项目讨论了银离子淬灭量子点荧光的机理和新的荧光峰产生的原因。(5)建立了基于量子点立体选择性的手性药物检测模式，利用量子点表面的有机手性配体及诱导产生的手性无机结构，实现了对L/D-酪氨酸的手性识别。该方法无需繁琐的手性拆分、量子点偶联及纯化等工作，即可实现对映体特异性识别及对映体过量值的测定。