论文部分内容阅读
CdS是一种典型的Ⅱ-Ⅵ族半导体材料,在室温下的禁带宽度为2.42 eV,其激发光谱单一、发光效率高、发光颜色可调谐,在生物、医学等研究领域有着广阔的应用前景。随着CdS纳米晶应用范围的扩大,它的生物环境效益与安全性也逐渐引起了人们的高度重视。由于纳米材料的特殊性,即便是同种材料,尺寸形貌不同,其生物毒效应也会相差很大。因此,不同形貌的CdS纳米材料的合成、表征及毒性研究具有极其重要的意义。本文选用简单易行的制备路线合成了六种性能优良的CdS纳米材料,基于发光细菌发光抑制法首次考察了形状对纳米材料毒性的影响,并详细探讨了毒性机理。主要研究工作归纳如下：(1)建立了一种合成多臂CdS纳米棒的新方法,以二乙基二硫代氨基甲酸镉(CDC)为单一前驱体,在油胺介质中裂解得到了荧光性能优良,平均直径约为5 nm,平均臂长约为36 nm的多臂CdS纳米棒。研究了前体中Cd/S配比和裂解时间对CdS纳米棒光学性能的影响。然后,选择二巯基辛酸(DHLA)为修饰剂,基于双巯基与纳米晶表面金属原子的螯合作用,得到了水溶性多臂CdS纳米棒。此外,以Cd(Ac)2·2H2O和L-半胱氨酸为原料,溶剂热法合成了直径约为23 nm,长度约为33 nm的米粒状CdS纳米棒。(2)分别以DHLA、巯基琥珀酸(MSA)和巯基乙酸(MAA)为稳定剂,水相中合成了三种荧光性能良好的CdS量子点(QDs),并对其基本性能进行表征。此外,以CDC为单一前体,在十八烯(ODE)介质中裂解,得到了单分散性好、性能优良的油溶性ODE-CdS QDS。(3)首次考察了形状对CdS纳米材料毒性的影响,运用发光细菌发光抑制法检测DHLA修饰的三种CdS纳米材料(多臂棒、米粒棒、QDs)的毒性。研究了纳米材料形状、紫外照射和维生素C(VC)对三种CdS纳米材料毒性的影响,并详细探讨了毒性机理。三种CdS纳米材料的半数有效浓度(EC50)值和细菌样品的透射电子显微镜(TEM)结果表明：由于多臂CdS有多条臂,任意方向都能刺伤细胞,毒性最大；而米粒状CdS纳米棒只有两端可以刺伤细胞,毒性稍小；CdS QDs为规则的球形,对细胞无机械刺伤作用,因此毒性最小。同时,研究还发现,紫外照射可以不同程度的增加三种CdS纳米材料的毒性,VC可以减小CdSQDs的毒性,却增加了两种CdS纳米棒的毒性。