液相等离子体一步法原位合成含硒量子点用于肿瘤荧光成像

Quantum dots as a novel biological fluorescent probe have been successfully applied in the life sciences and medicine. The current research mainly focuses on Mn:ZnSe, Ag2Se and other Cd-free quantum dots. However, since the precursor of Se is easily oxidized, the preparation process is difficult to control. Although the quantum yield of Se-containing quantum dots is high when prepared in organic solvents, it needs harsh conditions，such as high temperature, water-free and oxygen-free. While the precursor of Se in the aqueous phase is unstable, easily oxidized, and with low quantum yield. Therefore, the synthesis of Se-containing quantum dots with high quantum yield has become the key issues to promote its application in biomedical fields. In this project, we use the dielectric barrier discharge liquid plasma to generate hydrogen selenide as precursor for one-step in situ synthesis of ZnSe, Mn:ZnSe and Ag2Se quantum dots. The quantum dots will apply to the tumor fluorescence imaging for early clinical diagnosis, treatment and curative effect evaluation. Thereby, a novel, green, controllable, one-step and in situ method for preparing high-performance quantum dots will be developed and expect to become a universal quantum dots synthesis method.

量子点作为一种新型生物荧光探针已成功应用于生命科学领域。Mn:ZnSe、Ag2Se等无镉、低毒的量子点成为目前研究的重点。但是由于Se的前驱体极易氧化，其制备过程很难控制。虽然在有机溶剂中制备的含Se量子点量子产率较高，但需要高温且无水无氧的苛刻条件。而水相中Se的前驱体不稳定，易氧化，量子点量子产率不高。因此，高量子产率的含Se量子点的合成，成为其应用于生物医学等领域研究的前提。本项目将利用介质阻挡放电常压液相等离子体，产生硒化氢为前驱体，一步法原位合成ZnSe、Mn:ZnSe和Ag2Se量子点，并应用于肿瘤荧光成像，为肿瘤早期诊断、治疗和疗效评估等临床实验研究奠定基础。本项目旨在开发出一种简单、绿色、可控、一步法原位制备高性能含Se量子点的新方法，并拓展为普适性的量子点合成法。

以共价有机框架材料（Covalent Organic Frameworks, COFs）和金属有机骨架化合物（Metal Organic Frameworks，MOFs）为代表的新型纳米多孔骨架材料是一类通过晶体工程与分子设计组装而得的一类多孔晶态材料。目前纳米多孔骨架材料的研究仍然存在一些不足。一是大多数COFs的制备仍然依赖于耗时长、操作繁琐的传统溶剂热法，新开发的各类合成方法普适性差，各有其局限性；二是无标签化MOFs材料的合成后修饰难度高的问题。因此，为了更为广泛地将纳米多孔骨架材料应用到分析化学领域，需要进一步对材料的合成及修饰方法进行开发。本项目以多孔骨架材料及二氧化钛为研究对象，从纳米材料的合成及后修饰出发，发展了基于低温介质阻挡放电等离子体的纳米多孔骨架材料的合成与修饰新方法，纳米二氧化钛阵列的合成方法，从而解决传统方法耗时长、操作复杂等问题，拓展了纳米材料在光谱分析的应用范围。该等离子体法具有简单、反应快速、低功率、条件温和无需添加剂等特点。