油溶性II-VI族量子點的低成本高效制備、性能及應(yīng)用研究.pdf

1、Ⅱ-Ⅵ族量子點由于其獨特的光學(xué)性質(zhì)和在生物成像和熒光標(biāo)記等方面的良好應(yīng)用前景而受到廣泛的關(guān)注。本文主要對液體石蠟/油酸體系中油溶性Ⅱ-Ⅵ族量子點CdSe、CdTe和CdSe1-xTex及其核/殼結(jié)構(gòu)量子點的低成本高效制備進行了系統(tǒng)的研究,并對量子點在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景進行了初步的探索,具體開展了以下的工作:
　　 (1)對液體石蠟/油酸體系中CdSe量子點的合成進行了系統(tǒng)的研究,結(jié)果表明液體石蠟/油酸體系使CdSe量子點的生

2、長速度減緩,有利于對CdSe量子點發(fā)射波長進行有效控制,并且由于體系中CdSe量子點熒光量子效率的“亮點”出現(xiàn)在反應(yīng)的初始階段,因此經(jīng)過條件優(yōu)化可以使發(fā)射波長位于藍光區(qū)和綠光區(qū)(470-530nm)的小粒徑CdSe量子點的熒光量子效率達到30-50％,優(yōu)于傳統(tǒng)TOPO(氧化三辛基膦)體系中在此波段的CdSe量子點產(chǎn)物。熱穩(wěn)定性研究表明,CdSe量子點具有良好的熱穩(wěn)定性,優(yōu)于文獻報道的水溶性CdSe/ZnS核/殼結(jié)構(gòu)量子點。通過選擇合適的

3、反應(yīng)條件,我們將此合成體系拓展到CdTe量子點的合成,同樣獲得了光學(xué)性能優(yōu)異、熱穩(wěn)定性好的CdTe量子點,發(fā)射波長為570-720nm,最高熒光量子效率為65％。
　　 (2)為了使量子點的熒光發(fā)射波長達到近紅外區(qū),我們在合成CdSe和CdTe量子點的基礎(chǔ)上進一步合成了發(fā)射波長位于600-830nm的CdSe1-xTex量子點。合金分析結(jié)果表明,在液體石蠟/油酸體系中合成的CdSe1-xTex量子點具有中心富Te,表面富Se的梯

4、度合金結(jié)構(gòu),近似核/殼結(jié)構(gòu),因此光學(xué)性能優(yōu)于傳統(tǒng)TOPO體系中制備的CdSe1-xTex量子點,熒光量子效率可以達到20-70％。穩(wěn)定性研究表明,CdSe1-xTex量子點具有良好的熱穩(wěn)定性和抗光漂白性能,并且相同粒徑、不同組成和發(fā)射波長的CdSe1-xTex量子點在0～60℃對溫度的敏感性相同,有利于其在熒光標(biāo)記中的應(yīng)用。
　　 (3)為了進一步增強CdSe1-xTex量子點的光學(xué)性能和穩(wěn)定性,并提高殼層在CdSe1-xTex

5、量子點表面的包覆效果,我們提出了新型的“一鍋法”制備CdSe1-xTex/CdS/ZnS核/殼/殼結(jié)構(gòu)量子點的合成路線,并對殼層的生長機理進行了研究。研究結(jié)果表明,當(dāng)選用TOPS(三辛基膦化硫)作為殼前驅(qū)體時,配體TOP有利于S單體的緩慢釋放,因此形成的殼層均勻,有利于減小殼層中的缺陷,使產(chǎn)物具有較高的熒光量子效率；而選用無配位S殼前驅(qū)體時,殼層生長速度較快,殼層中的缺陷增多,不利于增強產(chǎn)物的光學(xué)性能,但是由于形成的殼層厚度較大,有利于

6、增強產(chǎn)物的穩(wěn)定性。
　　 (4)利用溶脹法制備了性能優(yōu)異的、不同發(fā)射波長的量子點熒光微球,其中近紅外發(fā)光的CdSe1-xTex量子點微球可以在Luminex100液態(tài)生物芯片平臺上得到識別。將制備的CdSe1-xTex量子點熒光微球初步進行了蛋白質(zhì)偶聯(lián)實驗,在Luminex100上測得的微球?qū)贵w免疫球蛋白(IgG)的特異性吸附和非特異性吸附結(jié)果顯示待測抗體更易于通過特異性吸附結(jié)合在微球的表面,從而表明我們合成的量子點熒光微球在