CdSe与CdSe/ZnS核壳型量子点的制备方法与展望

CdSe及CdSe/ZnS量子点具有特殊的发光性质性质,它们在生物荧光探针、生物芯片、激光器、光电子器件和光催化等领域具有广泛的应用,现在越来越多的研究者更加关注它们在生命科学研究中起到得定性和定量标识生物分子和细胞作用。本文对几种制备CdSe及CdSe/ZnS量子点的方法进行了简单的综述,分别介绍了CdSe的水相、有机相以及绿色合成法,CdSe/ZnS量子点的热注入有机金属法和水相合成法,对这几种方法的优缺点进行了概述,并对其前景做了展望。     

CdSe量子点的合成及其对潜指纹的荧光显现研究

以水热法在水相中直接合成了巯基乙酸修饰的CdSe量子点,并将合成的CdSe量子点进行表征、纯化。在波长365nm紫外光的激发下,CdSe量子点发射出明亮的黄绿色荧光,荧光发射峰约位于528nm,将得到的CdSe量子点纳米发光材料应用于非渗透性客体上潜指纹的荧光标记成像研究,发现CdSe量子点溶液显现的手印纹线流畅,显现细节特征明显,呈现明亮的黄绿色荧光指纹,具有很高的实用价值和鉴定价值。     

CdSe:Mn量子点的制备及其光致发光特性研究

采用低温水热法,以柠檬酸为配位稳定剂制备了Mn2 掺杂的CdSe量子点.用紫外吸收光谱、荧光发射光谱、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等进行了表征.研究了Mn2 掺杂浓度对量子点的结构及其光致发光性能的影响.光致发光光谱表明,当粒子尺寸为3 nm时,在580 nm处出现了属于Mn2 的4T1-6A1跃迁的特征发射峰.当激发波长为480nm时,在630nm处出现了CdSe的表面缺陷发射峰.随着Mn2 的掺杂浓度增大,CdSe:Mn表面陷阱态发射峰位置没有显著红移.TEM分析结果显示,CdSe:Mn量子点为单分散的,尺寸约为5 nm的圆形纳米粒子.当Mn2 离子掺杂浓度不大于5%时,Mn2 取代表面晶格中的Cd2 离子位置形成辐射性表面缺陷,产生表面陷阱态发射.吸收光谱显示,随着量子点变小,吸收带边发生蓝移,显示明显的量子尺寸效应.     

CdSe量子点标记免疫球蛋白及光谱性质研究

以巯基乙酸为稳定剂合成了CdSe量子点,利用X-射线粉末衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对量子点结构进行了表征,粒径约为5 nm。以碳二亚胺为缩合剂将量子点与免疫球蛋白共价连接,光谱实验结果表明CdSe量子点与免疫球蛋白有效结合,其荧光发射峰发生了红移,而半峰宽和发射强度没有明显变化。     

CdSe∶Mn量子点的制备及其光致发光特性研究

采用低温水热法,以柠檬酸为配位稳定剂制备了Mn2＋掺杂的CdSe量子点。用紫外吸收光谱、荧光发射光谱、X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）等进行了表征。研究了Mn2＋掺杂浓度对量子点的结构及其光致发光性能的影响。光致发光光谱表明,当粒子尺寸为3 nm时,在580 nm处出现了属于Mn2＋的4T1-6A1跃迁的特征发射峰。当激发波长为480 nm时,在630 nm处出现了CdSe的表面缺陷发射峰。随着Mn2＋的掺杂浓度增大,CdSe∶Mn表面陷阱态发射峰位置没有显著红移。TEM分析结果显示,CdSe∶Mn量子点为单分散的,尺寸约为5 nm的圆形纳米粒子。当Mn2＋离子掺杂浓度不大于5%时,Mn2＋取代表面晶格中的Cd2＋离子位置形成辐射性表面缺陷,产生表面陷阱态发射。吸收光谱显示,随着量子点变小,吸收带边发生蓝移,显示明显的量子尺寸效应。     

CdSe量子点与对氨基苯磺酸偶联反应研究

以巯基丙酸为修饰剂合成水溶性硒化镉量子点(CdSe/MPA),利用碳化二亚胺(EDC)和琥珀酰亚胺(NHS)两种偶联剂,将对氨基苯磺酸与硒化镉量子点进行偶联以制备量子点-对氨基苯磺酸偶合物.通过透射电子显微镜、紫外-可见光谱、荧光光谱、荧光寿命、红外光谱、毛细管电泳对偶合物进行了表征.结果表明:量子点和对氨基苯磺酸偶联...     

核壳式CdSe/ZnS量子点对邻苯二甲酸二丁酯的快速高灵敏荧光测定

用水热反应法制备了核壳式CdSe/ZnS量子点并用透射电镜进行形貌表征,将该量子点作为荧光探针,基于邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的荧光增强效应,建立了一种快速测定DBP的方法。在最优条件(pH7.0,反应时间15 min,水作溶剂)下,DBP对CdSe/ZnS量子点的荧光增强作用最显著,在1.0～20.0μg/L范围内荧光信号强度与DBP浓度的对数呈线性关系,检出限为0.21μg/L,相关系数R²为0.99。该方法可用于白酒中DBP的含量测定,与现有标准方法GC-MS比较,具有高的检测灵敏度和准确性。     

DPA螯合型CdSe:Tb~(3+)量子点的光学特性

通过水相合成法快速且低成本地合成了荧光量子产率高、粒径均匀、光稳定良好的吡啶二羧酸(DPA)螯合型CdSe:Tb~(3+)量子点。并且通过紫外分光光度计、荧光分光光度计和扫描电子显微镜(SEM)对产物进行了表征。本课题研究了[Tb~(3+)]/[DPA]比例、反应温度、反应转速对DPA与Tb~(3+)的螯合后光学性质的影响。结果表明:当[Tb~(3+)]/[DPA]=10∶1、t=60℃、反应转速为400 r/min时,得到了DPA激发Tb~(3+)的最佳条件,将此条件运用到制备DPA螯合型CdSe:Tb~(3+)量子点中,制成的DPA-CdSe:Tb~(3+)量子点的最大吸收峰在400 nm处,它的荧光发射峰在560 nm处,相比较于未经修饰的CdSe量子点,荧光发射峰向右偏移了10 nm,荧光强度得到了增强且量子点比较稳定,合成的吡啶二羧酸(DPA)螯合型CdSe:Tb~(3+)量子点荧光强度较强、稳定性好、量子产率高。     

11-巯基烷酸修饰的核/壳量子点CdSe/ZnS的合成及分析应用研究

以11-巯基烷酸作为修饰剂,在水相中合成了CdSe/ZnS量子点荧光探针(QDs),并将其用于测定牛血清白蛋白.从透射电子显微镜看到该量子点外观近似球形,粒径约为15 nm.该核/壳量子点紫外吸收峰为460 nm,荧光发射峰为548nm,其荧光强度比单核量子点增强2.1倍.而且在至少40 d里,荧光强度基本保持稳定.在最佳条件下,实验表明了CdSe/ZnS QDs-BSA体系的荧光强度与BSA浓度呈线性关系,线性响应范围为10.0～50.0 mg/L,线性方程为△F=141.29 1.259c(c:mg/L),r=0.999 1.该方法应用于合成样品的测定中得到满意的结果.     

混合溶剂中十八胺含量对CdSe量子点发光性能的影响

利用高温溶剂法,在十八胺(ODA)和十八醇(OD)混合溶剂中合成了CdSe量子点(QDs),表征了在不同反应时间和不同ODA与OD质量比条件下制备的QDs粒径和光学性质。结果表明,在混合溶剂中不仅可以制备出分散性良好、粒径均匀的QDs,而且还能获得高量子效率的产物;ODA含量变化基本不影响QDs的初始成核粒径,但对量子效率有很明显的影响,ODA含量的增加对获得高量子效率的产物有利。     

硒化镉量子点的合成及表征

在氩气条件下和非配位溶剂十八烯（ODE）中,利用单质Se和CdO在油酸（OA）配体中,高温成核,低温增长合成量子点CdSe。利用紫外吸收光谱和荧光对量子点进行表征和分析,初步产物的荧光谱图呈现两个荧光发射峰,分别为短波处较窄的带边发射和长波处较宽的缺陷发射。利用一种修饰剂对量子点表面进行修饰,有效的消除缺陷发射,修饰后的量子点在荧光谱图中表现为仅有一个发射峰位,峰位处于410nm左右。在紫外灯照射下显示紫色。     

硅壳包裹核/壳型CdSe/CdS纳米晶的制备与性能研究

采用低温水热技术,分别以柠檬酸、聚乙二醇(PEG400)和甲硫氨酸为稳定剂,在水相中合成了核壳型CdSe/CdS量子点,研究了稳定剂、CdSe与CdS物质的量比对量子点发光性能和结构的影响。XRD结果表明,当CdSe∶CdS在1∶3~4时,CdS主要在CdSe的外延生长,形成核壳型纳米粒子,当比例达到1∶5时,CdS单独成晶现象严重。CdSe∶CdS=1∶4时,核壳型量子点具有较高的荧光发射效率。TEM研究表明CdS在CdSe外表面生长形成较为完整的壳层,有效钝化CdSe表面,减少表面缺陷,从而显著提高CdSe量子点的发光效率。CdSe核尺寸为2~3nm的核壳型纳米粒子外包裹一层SiO2壳后,荧光发射效率没有显著提高,发射峰位置无明显红移。量子点包壳后能有效提高该量子点的光化学稳定性,提高量子点的生物相容性。     

基于CdSe/ZnS量子点荧光猝灭法测定硫胺素

以CdSe/ZnS量子点为荧光探针,基于硫胺素(VB1)与CdSe/ZnS量子点间通过静电作用而有效猝灭CdSe/ZnS量子点荧光强度的机制,建立了一种可快速测定VB1的荧光检测方法.在最优实验条件下(pH 7.4,反应时间25 min),硫胺素(VB1)浓度在0.01 ～1 μmol/L时,CdSe/ZnS量子点荧光猝灭变化强度与硫胺素(VB1)浓度呈良好的线性关系:F0/F=0.67cCB1+1.05(R=0.999 2),方法检出限为5.1×10-3 μmol/L,相对标准偏差为1.09％.该方法可用于人体尿样中VB1的快速测定.     

One-Pot Synthesis of Biocompatible CdSe/CdS Quantum Dots and Their Applications as Fluorescent Biological Labels

We developed a novel one-pot polyol approach for the synthesis of biocompatible CdSe quantum dots (QDs) using poly(acrylic acid) (PAA) as a capping ligand at 240°C. The morphological and structural characterization confirmed the formation of biocompatible and monodisperse CdSe QDs with several nanometers in size. The encapsulation of CdS thin layers on the surface of CdSe QDs (CdSe/CdS core–shell QDs) was used for passivating the defect emission (650 nm) and enhancing the fluorescent quantum yields up to 30% of band-to-band emission (530–600 nm). Moreover, the PL emission peak of CdSe/CdS core–shell QDs could be tuned from 530 to 600 nm by the size of CdSe core. The as-prepared CdSe/CdS core–shell QDs with small size, well water solubility, good monodispersity, and bright PL emission showed high performance as fluorescent cell labels in vitro. The viability of QDs-labeled 293T cells was evaluated using a 3-(4,5-dimethylthiazol)-2-diphenyltertrazolium bromide (MTT) assay. The results showed the satisfactory (>80%) biocompatibility of as-synthesized PAA-capped QDs at the Cd concentration of 15 μg/ml.     

水溶液中CdSe量子点的制备

以硫脲为稳定剂直接在水相中合成了CdSe量子点,通过对前躯体制备时的温度,反应时间的考察,以及量子点合成阶段的溶液pH,稳定剂种类选择,稳定剂用量等综合条件的实验,得到了最佳的制备方案.该方案制备的水溶性量子点荧光强度好,原材料利用率高,环境亲和性好,有利于生物检测等运用.     

谷氨酰胺为稳定剂制备硒化镉纳米晶及光谱性质研究

以谷氨酰胺(Gln)为稳定剂合成了硒化镉纳米晶,利用X-射线粉末衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对纳米晶结构进行了表征,粒径约为20 nm。通过紫外-可见吸收光谱、激发光谱与发射光谱研究了纳米晶光谱特性。实验结果表明,反应温度过高、反应时间过长都会破坏谷氨酰胺(Gln)的稳定作用,使CdSe聚集,影响其荧光性质。而聚乙二醇(PEG)的加入会使纳米晶的荧光发射明显加强,而且发射峰峰形尖锐。     

Microwave-Assisted Synthesis of Glutathione-Capped CdTe/CdSe Near-Infrared Quantum Dots for Cell Imaging

These glutathione (GSH)-conjugated CdTe/CdSe core/shell quantum dot (QD) nanoparticles in aqueous solution were synthesized using a microwave-assisted approach. The prepared type II core/shell QD nanoparticles were characterized by UV–Vis absorption, photoluminescence (PL) spectroscopy, X-ray powder diffraction (XRD) and high-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM). Results revealed that the QD nanoparticles exhibited good dispersity, a uniform size distribution and tunable fluorescence emission in the near-infrared (NIR) region. In addition, these nanoparticles exhibited good biocompatibility and photoluminescence in cell imaging. In particular, this type of core/shell NIR QDs may have potential applications in molecular imaging.