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【6h】

CdTe量子点@生物大分子/水滑石生物纳米复合材料的构筑及光学性能的研究

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摘要

第一章 绪论

1.1 生物纳米复合材料

1.2 纳米荧光量子点概述

1.2.1 量子点的性质

1.2.2 量子点的制备

1.2.3 量子点的应用

1.3 蚕丝蛋白(SF)的概述

1.3.1 蚕丝蛋白的结构

1.3.2 蚕丝蛋白的应用

1.4 糖胺聚糖的概述

1.4.1 糖胺聚糖的种类和结构特征

1.4.2.糖胺聚糖的应用研究进展

1.5 层状双金属氢氧化物概述

1.6 层层组装方法概述

1.7 LDH复合薄膜的研究概述

1.8 前人成果及本课题研究意义

第二章 (CdTeQDs@SF/LDH)n复合薄膜体系的构筑

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 仪器与试剂

2.2.2 水滑石(LDH)的制备

2.2.3 CdTe量子点(CdTe QDs)的制备

2.2.4 蚕丝蛋白(SF)的提取

2.2.5 (CdTeQDs@SF/LDH)n LBL复合薄膜的制备

2.3 测试手段

2.4 结果分析与讨论

2.4.1 制备的水滑石(LDH)的表征分析

2.4.2 CdTe QDs的合成与表征分析

2.4.3 (CdTeQDs@SF/LDH)n复合薄膜的表征

2.5 应用

2.5.1 (CdTe QDs@SF/LDH)n UTFs对免疫球蛋白lgG的荧光响应

2.5.2 (CdTe QDs@SF/LDH)n UTFs对pH的荧光响应

2.6 结论

第三章 蚕丝蛋白(SF)的制备及对CdTe QDs光学性能的影响

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 仪器与试剂

3.2.2 水滑石(LDH)的制备

3.2.3 CdTe量子点(CdTe QDs)的制备

3.2.4 蚕丝蛋白的(SF)的提取与结构的改变

3.2.5 (CdTeQDs/LDH)nLBL复合薄膜的制备

3.3 测试手段

3.4 结果分析与讨论

3.4.1 蚕丝蛋白Csr)的制备与表征

3.4.2 蚕丝蛋白(SF)对CdTe QD荧光性质的影响

3.4.3 (CdTe QDs@SF/LDH)30UTFs和(CdTe QD/LDH)30 UTFs对免疫球蛋白lgG不同的荧光响应

3.4.4 LDH对于共组装薄膜发光稳定性的影响

3.5 总结

第四章 (CdTeQDs@GAG/LDH)n复合薄膜体系的构筑

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 仪器与试剂

4.2.3 CdTe量子点(CdTe QDs)的制备

4.3 测试手段

4.4 结果分析与讨论

4.4.1 糖胺聚糖(GAG)的结构和表征分析

4.4.2 (CdTeQDs@GAG/LDH)n复合薄膜的制备与表征

4.5 应用

4.5.2 (CdTeQDs@GAG/LDH)n复合薄膜对无机离子K+和Na+的检测

4.6 本章小结

结论

本论文的创新点

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者及导师简介

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摘要

量子点(QDs)发光薄膜在光电器件中有广泛应用,生物分子和量子点的复合也是一大研究热点。本文利用蚕丝蛋白(Silk fibroin,SF)和糖胺聚糖(Glycosaminoglycan,GAG)这两大生物分子,利用水滑石(LDH)层板结构,通过层层组装的方法有效实现了生物分子和量子点的复合,同时实现了荧光分子的固载化。利用SF与CdTeQDs之间的氢键相互作用,实现量子点的有效分散,提升其发光强度,降低了量子点因为分子聚集和表面缺陷造成的荧光下降。
  主要工作如下:
  1.利用层层组装技术制备了(CdTe QDs/LDH)n和(CdTeQDs@SF/LDH)n复合薄膜。由于蚕丝蛋白存在,CdTe QDs的寿命和发光强度大大增强。在(CdTe QDs@SF/LDH)n组装薄膜中,β折叠的蚕丝蛋白比无规卷曲的蚕丝蛋白具有更强的对CdTe QDs的荧光提升作用。同时,在溶液态中,蚕丝蛋白对于量子点同样有荧光提升效应。
  2.对比了聚电解质PDDA和LDH分别与CdTe QDs/SF的混合物进行层层组装制备的(CdTe QD@SF/LDH)30、(CdTe QD@SF/PDDA)30UTFs两种薄膜的发光稳定性,LDH对于组装薄膜的稳定性起到很大作用。CdTe QDs/SF混合溶液态与CdTe QDs水溶液相比,荧光强度仅增大35%。而(CdTe QDs@SF/LDH)n与(CdTe QDs/LDH)n相比,无规卷曲和β折叠的蚕丝蛋白对量子点的荧光增强程度分别是7倍和17倍,由此可以看出组装薄膜的优势。说明LDH强化了SF对于CdTeQDs荧光的增强效果。
  3.(CdTe QDs@SF/LDH)n组装薄膜对于免疫疾病信号蛋白免疫球蛋白lgG具有荧光响应,可以用于对lgG浓度的检测,在人体所含的lgG浓度量级mg/mL的范围内,薄膜荧光强度与lgG浓度呈现较好的线性关系。因此此发光薄膜对于许多疾病的检测具有重要的研究意义。
  4.利用生物大分子糖胺聚糖中的三种:透明质酸(HA)、硫酸软骨素(CS)、硫酸皮肤素(DS),构筑了(CdTe QDs@糖胺聚糖/LDH)n生物纳米复合材料。此复合薄膜能够实现层层有序组装,并且由于糖胺聚糖的存在,CdTe量子点荧光对于水蒸气和不同浓度的无机离子K+和Na+有一定的荧光响应。

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