米曲霉用X(X=MPA,SiO_2和FA)修饰ZnS量子点的制备及光学性质研究

ZnS量子点存在量子效率低、易团聚、表面缺陷态多及水溶性差等缺点,难以满足光电子器件和生物医学的应用要求。因此,本论文拟采用3-巯基丙酸(MPA)、二氧化硅(SiO_2)、叶酸(FA)和半胱氨酸(L-cys)对ZnS量子点进行表面修饰,改善其发光强度,分散性和生物相容性,降低自身毒性,以期满足光电子器件和生物医学的应用需求。主要的研究结果有:1.采用水相合成法成功合成了具有立方闪锌矿结构的、粒径约为8.0 nm的MPA@ZnS量子点,结果表明:MPA修饰可改善ZnS量子点的细胞毒性、水溶性和发光强度,其发光强度约为ZnS的3.7倍。第一性原理计算结果显示:MPA与ZnS(111)表面结合时,将有利于ZnS表面处的电子-空穴对的分离,降低表面无辐射复合,提高发光强度。米曲霉应用Biological removal结果表明:在固体和液体培养基中添加MPA@ZnS量子点均能提高米曲霉及其代谢物产量,量子点的最佳使用浓度分别为25μg/m L(固体培养基)和75μg/m L(液体培养基),相应的生物量,蛋白质含量和曲酸产量约为空白培养基的1.85(1.99,液体),1.46和2.38倍。2.采用St(?)ber法成功制备了具有立方闪锌矿结构的、粒径约为6.1 nm的SiO_2@ZnS量子点,研究结果显示:SiO_2@ZnS量子点的发光强度为ZnS的1.35倍,其分散性和He La细胞毒性均得到了改善。培养基中添加SiO_2@ZnS量子点(浓度:50μg/m L(固体培养基)和75μg/m L(液体培养基))时,米曲霉的生物量,孢子浓度和胞外蛋白的含量分别为空白培养基的3.11(2.52,液体),2.39和1.70倍,说明SiO_2@ZnS量子点对米曲霉的生长有促进作用。3.采用两步法合成了粒径约为6.3 nm的FA和L-cys共同修饰的ZnS量子点(FA@L-cys@ZnS),实验结果表明:FA@L-cys@ZnS量子点较ZnS具有更好的生物相容性和水溶性。PL研究结果显示:FA@L-cys@ZnS量子点光致发光强度高,为ZnMK-1775体外S量子点的1.6倍。细胞毒性结果说明:当添加量子点浓度达100μg/m L时,He La细胞存活率高达91.49%,毒性较低。米曲霉应用结果显示:固体培ABT-199半抑制浓度养基中添加50μg/m L FA@L-cys@ZnS量子点时,米曲霉的生物量和孢子浓度分别提高了1.58和2.05倍;液体培养基中添加75μg/m L FA@L-cys@ZnS量子点时,米曲霉的生物量和孢子直径分别提高了1.35和2.1倍。