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荧光显微镜的高分子特异性和多色成像能力可以直接显示特定分子物种之间的相互作用,它的低侵入性也可以研究处于生理条件下的生命系统,在对分子组织和生物系统间相互作用的理解方面起着核心作用。然而,衍射极限的存在使得光学显微镜识别不到更小的细节,使其在亚细胞水平生命科学领域中的发展应用受到限制。为此,近年来科研人员针对光学显微镜分辨率的提高进行了一系列的研究,并提出了不同的突破极限分辨率限制的超分辨荧光显微技术,其中STED显微术由于成像速度快,成像分辨率相对较高等优点被广泛应用。而STED显微技术在生物学研究中的发展离不开各种染色方法、荧光探针的发展。目前成功应用于STED显微成像技术的荧光探针主要有:有机荧光分子、纳米荧光材料等,但是由于抗漂白性差、激发光功率高、成像速度慢等不同的缺陷使得这些探针具有一定的应用局限性。而近年来发展迅速的新型卤素钙钛矿量子点由于具有发射波长可调谐、单色性好、量子效率高等优异的光电特性被广泛研究。因此,本文改进了传统的合成方法制备了性能优异的CsPbX3(X=Cl,Br,I)纳米颗粒,对其发射波长和形貌的调控进行了研究,并将CsPbX3纳米颗粒作为STED显微技术的荧光探针进行深入研究。本论文的主要创新点和研究内容如下:(1)通过对制备钙钛矿纳米颗粒的传统方法进行改进,采用溶剂热法成功制备了CsPbX3纳米颗粒,该方法简单易操作、无需惰性气体保护、低温条件下在空气中即可完成。利用光学测试仪器对CsPbX3纳米颗粒的微观结构、形貌特征以及光学特性进行系统的研究。结果表明制备的CsPbX3纳米颗粒为立方相结构、尺寸在14 nm左右,分布均匀、单色性好、量子效率最高达到92%、发射波长涵盖整个可见光区域。(2)基于溶剂热法,提出了原位离子交换法,通过配制PbX2前驱体溶液,使其与CsPbX3纳米颗粒发生阴离子交换获得发射不同荧光波长的纳米颗粒。原位阴离子交换法得到的CsPbClxBr3-x和CsPbIxBr3-x纳米颗粒与CsPbBr3纳米颗粒具有相似的形貌,说明阴离子置换过程中仅将Cl-或I-离子取代CsPbBr3基体中的Br-位点。发生离子交换后的CsPbX3纳米颗粒的荧光波长及半高峰宽和Cl/Br比以及I/Br比几乎成线性变化关系,而且卤化物离子交换过程是可逆的。因此,通过对PbX2前驱溶液添加量的精确控制,可以精确调控获得的CsPb(Br/X)3纳米颗粒的发射波长(410-710 nm)。此外,在溶液合成法中通过掺杂不同离子合成了纳米薄片、纳米片、纳米棒、纳米线等不同形貌的CsPbBr3纳米颗粒。(3)将CsPbBr3纳米颗粒作为荧光探针进行STED超分辨成像,获得了24.6 nm的横向空间分辨率。使用的CsPbBr3纳米颗粒具有高达90.5%的量子效率,吸收截面为2.0×10-1414 cm2,高于常规的荧光材料(通常在10-1717 cm2),适宜的荧光寿命,所以具有极低的饱和强度(0.40 mW),因此在能量很低的激发光和STED光的共同作用下就能达到好的分辨效果。此外CsPbX3纳米颗粒具有优越的抗漂白性能,实验中对样品连续扫描200min,纳米颗粒的荧光信号强度几乎没有变化,适用于长时间的成像实验。最后,成功地将CsPbX3纳米颗粒应用于AAO(阳极氧化铝)模板孔道观察和洋葱表皮细胞超分辨成像。