氧化锌量子点(ZnO QDs)拥有良好的生物相容性、独特的光致发光性能、p H响应性释放、大的比表面积以及易于合成等优点,被广泛应用于生物传感器、生物成像、抗肿瘤、抗菌等方面。近几年来,提高ZnO QDs的光致发光以拓展它在生物成像和生物传感器方面的应用,是当前一大研究热点。稀土掺杂ZnO QDs,在其掺杂过程中离子碰撞会产生或影响缺陷,这些缺陷直接影响着ZnO材料的电学、光学、磁学性质,提高ZnO QDs的光致发光性能。稀土掺杂还会使ZnO形成更多的氧空位,产生更多的活性氧(ROS)从而提高抗肿瘤和抗菌效果,因此,稀土掺杂是研究ZnO QDs光致发光和生物应用的重要改性方法。本论文中,我们采用La~(3+)、Tb~(3+)、Nd~(3+)等离子对ZnO QDs进行了掺杂改性,利用XRD、TEM、IR、XPS、PL、UV等手段对合成材料进行了结构、形貌、光致发光性能的表征测试和分析。进一步通过抗肿瘤、抗菌等生物实验研究稀土掺杂ZnO QDs的抗肿瘤和抗菌效果,研究表明稀土掺杂ZnO QDs显著提高了ZnO QDs的光致发光性能以及抗肿瘤、抗菌效果。主要研究内容如下:1、以二水乙酸锌、氢氧化锂为基底,用溶胶凝胶法合成ZnO QDs,合成过程中,掺杂醋酸镧,制备出La-ZnO QDs复合材料,详细研究了ZnO QDs、La-ZnO QDs的结构和发光对比,结果发现,镧的掺杂没有改变ZnO QDs的六方纤锌矿结构,并且极大的提高了Zselleck IACS-10759nO QDs的光致发光性能。在抗肿瘤实验中,以ZnO QDs作为载体,通过利用APTES、PEG、HA等作为修饰剂,对ZnO QDs进行表面改性,再加载抗肿瘤药物阿霉素(DOX),构建一种镧掺杂ZnO QDs作为载体的靶向药物输送体系。结果发现,镧的掺杂没有提高ZnO QDs的载药能力,但是提高了抗肿瘤效应。通过探究镧掺杂ZnO QDs发现镧元素的掺杂有助于提高ZnO QDs的光致发光性能和抗肿瘤效果,其原因在于镧掺杂ZnO QDs可影响ZnO QDs的表面缺陷,提高ZnO QDs的光致发光性能。镧掺杂ZnO QDs导致肿瘤线粒体膜电位下降,增强活性氧水平,从而提高抗肿瘤效果。2、掺杂稀土镧元素增强了ZnO QDs的活性氧水平,活性氧水平是ZnO QDs抗菌机理之一,在第二阶段,我们探究了不同稀土掺杂ZnO QDs的抗菌性能研究。同样以Arabidopsis immunity二水乙酸锌、氢氧化锂为基底,用溶胶凝胶法合成ZnO QDs,合成过程中,掺杂硝酸镧、硝酸钕、硝酸铽,成功制备出La-ZnO QDs,Nd-ZnO QDs,Tb-ZnO QDs,详细研究了La-ZnO QDs,Nd-ZnO QDs,Tb-ZnO QDs与ZnO QDs的结构和发光对比,结果表明,掺杂三种稀土元素均没有改变ZnO QDs的六方纤锌矿结构,但光致发光性能均有提高,其中,Tb-ZnO QDs的光致发光性能最强。利用平板计数法探究La-ZnO QDs,Nd-ZnO QDs,Tb-ZnO QDs与ZnO QDs对金黄色葡萄球菌的抗菌效果,结果发现,掺杂三种稀土元素均有提高ZnO QDs的抗菌效果,其中Nd-ZnO QDs的抗菌效果最强。3、ZnO QDs在半导体材料中是极具应用前景的光催化材料。直接宽带隙半导体ZnO QDs是典型的金属氧化物多功能材料,具有低毒、光稳定性高、化学稳定性好以及高效的载流电子迁移率等独特优良的物理化学特性,使其在光催化领域潜力巨大。光催化是氧化锌表面产生活性氧比较公认的机制之一,于是我们第三部分探究了不同掺杂量的钕元素掺杂ZnO QDs的光催化抗菌性能。荧光测试结果发现,4Nd-ZnO荧光性能最强,8Nd-ZnO的荧光性能下降。光催selleckchem化实验结果发现ZnO QDs具有较强的光催化活性,钕元素的掺杂极大增强了ZnO QDs的光催化活性。抗菌性能随着掺杂量的提高而提高,钕元素的掺杂量达到8%时,对菌落数约为10~6CFU/m L的金黄色葡萄球菌的抑菌效果达到了最强,因此Nd的掺杂增强了ZnO QDs的光催化抗菌性能,并且抗菌效果与掺杂浓度成正比。