水溶性的高荧光CdTe/CdSeⅡ型核壳量子点的合成与表征

用L-半胱氨酸(L-cysteine)作为稳定剂,以制备的CdTe量子点为核模板,水相合成了具有近红外发光的Ⅱ型核壳CdTe/CdSe半导体量子点。实验考察了合成温度,核模板的尺寸和组分比等因素对合成高质量的CdTe/CdSe量子点的影响。用紫外-可见吸收和荧光光谱研究了合成的量子点的光学性质。在优化的合成条件下,荧光发射光谱在586～753nm范围连续可调,荧光量子产率高达68%;通过X-射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS)和透射电镜(TEM)对合成的Ⅱ型核壳CdTe/CdSe量子点进行了结构和形貌表征。     

CdSe包覆层数对水溶性CdTe/CdSe (II型)核壳量子点的光学特性和微观结构的影响

在水相合成的CdTe量子点的体系中通过分批次加入新鲜配制的NaHSe和CdCl2溶液,制备出了CdSe包覆层数不同的CdTe/CdSe核壳量子点,并着重考察了CdSe包覆层数对CdTe/CdSe核壳量子点的光学特性以及微观结构的影响.与CdTe量子点相比,CdSe单层包覆的CdTe/CdSe核壳量子点的吸收峰和荧光发射峰出现明显红移;随着CdSe包覆层数的增多,CdTe/CdSe核壳量子点吸收光谱的覆盖范围向长波方向扩展,荧光发射峰强度逐步下降,荧光寿命大幅延长,体现出Ⅱ型核壳量子点的特征.X射线衍射(XRD)分析表明,随着CdSe包覆层数的增多,CdTe/CdSe核壳量子点的粉末衍射峰由CdTe衍射峰位置逐步向CdSe衍射峰位置靠近.CdTe/CdSe核壳量子点因其延伸到近红外区域的宽吸收特性致使其在太阳电池领域具有重要的应用前景.     

CdTe/CdS量子点的Ⅰ-Ⅱ型结构转变与荧光性质

制备了壳层厚度可以精确控制的CdTe/CdS核壳量子点, 利用紫外-可见吸收光谱、光致发光光谱、透射电镜和时间分辨光谱等技术, 分析了CdS壳层厚度对CdTe量子点的荧光量子产率和光谱结构的影响规律. 发现了不同于CdSe/CdS, CdSe/ZnS, CdTe/ZnS等核壳量子点的荧光峰展宽、大幅度红移以及荧光寿命大幅度增加现象. 根据能带的位置关系, 随着CdS厚度的增加, CdTe从Ⅰ型结构逐渐过渡到Ⅱ型核壳结构. 对于Ⅱ型CdTe/CdS核壳量子点, 不仅存在CdTe核区导带电子与价带空穴间的直接复合, 还存在CdS壳层导带电子与CdTe核价带空穴界面处的间接复合, 发光机制的变化导致荧光峰的展宽、明显红移和荧光寿命的增加. 当壳层过厚时, 壳层表面新引入的缺陷会阻碍荧光寿命和量子产率的进一步提高.     

柠檬酸稳定的水溶性CdSe和CdSe/CdS量子点的荧光特性

用柠檬酸(citrate)作为稳定剂合成了尺寸分布集中、荧光性质良好的水溶性CdSe量子点。通过调节合成温度可以调控CdSe量子点的尺寸及相应的最大荧光发射波长。当温度由20 ℃增加到95 ℃时,合成的CdSe量子点的平均尺寸由2.0 nm增加到3.2 nm,相应的荧光发射峰由500 nm红移到570 nm,展现出明显的量子尺寸效应。进一步制备了CdSe/CdS核壳量子点,其荧光量子产率比CdSe增加了5～10倍。系统地研究了S/Se物质的量的比对CdSe/CdS量子点荧光特性的影响,通过XPS证实了CdSe/CdS量子点中CdS壳层的存在。利用红外光谱和核磁共振波谱表征了柠檬酸分子中的羧基和羟基氧原子与CdSe量子点表面的Cd离子的配位作用,进而揭示了柠檬酸分子对水溶性CdSe量子点溶液的稳定作用。     

CdTe量子点与蛋白质相互作用的荧光猝灭效应

本文在水热法合成水溶性CdTe及核壳结构CdTe/CdS量子点的基础上,分别研究了细胞色素c对CdTe量子点及CdTe/CdS核壳量子点荧光的猝灭效应和CdTe量子点对牛血清白蛋白荧光的猝灭效应,并阐述了猝灭机理。结果显示,细胞色素c对CdTe量子点的荧光猝灭效应具有一定的粒径依赖性,粒径越小,猝灭效应越强;细胞色素c对CdTe/CdS核壳量子点的猝灭效应比对CdTe量子点的更强,揭示了受激电子的表面传递机理。CdTe量子点通过松散牛血清白蛋白的螺旋结构而猝灭其荧光。     

具有光谱可调、高量子产率和稳定性的水溶性CdTe/Cd(OH)2核壳结构纳米粒子的可控水相合成

建立了一种简便的、以易得的无机盐为反应前体的水相法制备水溶性、高量子产率以及良好稳定性的CdTe/Cd(OH)2核壳结构量子点。本方法可以通过控制Cd(OH)2 壳层结构的厚度,使不同粒径量子点的荧光发射光谱由蓝绿色渐变到橙红色。利用透射电镜、X射线粉末衍射光谱、荧光光谱以及紫外可见光谱对该CdTe/Cd(OH)2核壳结构量子点进行了表征。CdTe/Cd(OH)2核壳结构量子点所具备的良好的水溶性可望应用于生物标记。本方法简便、反应条件温和并且容易操作,为无机金属化物包覆量子点提供了一种简便的途径。     

CdTe量子点DNA荧光纳米探针的合成及表征

采用水相合成法合成了巯基乙酸(TGA)修饰的水溶性CdTe量子点,通过反相微乳液法制备了二氧化硅及壳聚糖修饰的核壳型复合荧光纳米粒子,将其与DNA吸附连接,得到CdTe量子点DNA荧光纳米探针.用扫描电镜、透射电镜、荧光光谱、红外光谱、紫外光谱、ζ电位等测试方法对产物的理化性质进行了分析表征.结果表明制备了表面富含氨基的复合荧光纳米粒子,其对DNA具有良好的吸附作用.     

3-巯基丙酸修饰的CdSe/ZnS量子点的合成及测定牛血清白蛋白的研究

以3-巯基丙酸作为修饰剂,在水溶液中合成了稳定的CdSe/ZnS量子点(QDs),透射电镜观察所合成量子点的形貌近似球形,粒径约为25 nm.吸收光谱与荧光光谱的研究表明,CdSe QDs在410 nm处有最大吸收峰,而CdSe/ZnS QDs的最大吸收峰在470 nm处,CdSe/ZnS QDs的荧光强度是CdSe QDs的11倍.考察了缓冲溶液的体积、pH值、反应温度、反应时间对体系荧光的影响.在最佳实验条件下,体系的荧光强度与BSA的浓度呈线性关系,线性响应范围为0.746×10-7～4.48×10-7 mol/L,检出限为3.846×10-10 mol/L.并且CdSe/ZnS QDs荧光强度基本保持稳定,可达两个多月.该方法应用于合成样品的测定,结果满意.     

CdTe/ZnSe核壳量子点免疫层析试纸条检测克伦特罗的研究

采用巯基丁二酸作为表面修饰剂,水相法合成水溶性的CdTe/ZnSe核壳量子点,然后在N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的作用下,将CdTe/ZnSe核壳量子点与抗克伦特罗多克隆抗体(Anti-CLE pAb)连接。通过凝胶电泳和斑点杂交实验,验证CdTe/ZnSe核壳量子点与Anti-CLE pAb连接成功,并且CdTe/ZnSe-Anti-CLE pAb偶联物能识别克伦特罗-BSA抗原(CLE-BSA)。光谱分析表明,量子点与抗体连接后荧光增强,荧光峰位从628nm红移至635nm。将合成的CdTe/ZnSe-Anti-CLE pAb偶联物作为指示克伦特罗(CLE)分子的荧光标记物,制备出一种用于检测CLE的免疫层析试纸条,其最低检测量可达1μg/L。与ELISA法的对比实验表明,此试纸条能应用于CLE残留的快速检测。     

柠檬酸盐稳定的水溶性CdSe量子点的合成及表征

以柠檬酸三钠为稳定剂在水溶液中合成了水溶性CdSe量子点,用X射线粉末衍射、透射电镜、紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱对CdSe量子点的结构、形貌及其荧光性质进行了表征.结果表明合成的CdSe量子点为立方闪锌矿结构,呈球形,分散性良好,平均尺寸约为2.6nm,具有窄且对称的荧光发射光谱,半峰宽为45nm.     

水溶性InP/ZnS量子点的合成及其在指纹显现中的应用

以磷化锌、氯化铟为原料,以十二烷胺为溶剂,在150～200℃下合成了InP量子点,通过相转移和紫外光照得到了巯基乙酸修饰的水溶性InP/ZnS量子点.利用X射线衍射仪、透射电镜、高分辨透射电镜、荧光光谱仪等分析了不同温度下合成的量子点的粒径、形貌、荧光性能及指纹显现效果.结果表明,合成的InP和InP/ZnS量子点为球...     

Photoassisted synthesis of CdSe and core-shell CdSe/CdS quantum dots

This paper describes the synthesis of core-shell CdSe/CdS quantum dots (QDs) in aqueous solution by a simple photoassisted method. CdSe was prepared from cadmium nitrate and 1,1-dimethylselenourea precursors under illumination for up to 3 h using a pulsed Nd:YAG laser at 532 nm. The effects that the temperature and the laser irradiation process have on the synthesis of CdSe were monitored by a series of experiments using the precursors at a Cd:Se concentration ratio of 4. Upon increasing the temperature (80-140 degrees C), the size of the CdSe QDs increases and the time required for reaching a maximum photoluminescence (PL) is shortened. Although the as-prepared CdSe QDs possess greater quantum yields (up to 0.072%) compared to those obtained by microwave heating (0.016%), they still fluoresce only weakly. After passivation of CdSe (prepared at 80 degrees C) by CdS using thioacetamide as the S source (Se:S concentration ratio of 1) at 80 degrees C for 24 h, the quantum yield of the core-shell CdSe/CdS QDs at 603 nm is 2.4%. Under UV irradiation of CdSe/CdS for 24 h using a 100-W Hg-Xe lamp, the maximum quantum yield of the stable QDs is 60% at 589 nm. A small bandwidth (W1/2 < 35 nm) indicates the narrow size distribution of the as-prepared core-shell CdSe/CdS QDs. This simple photoassisted method also allows the preparation of differently sized (3.7-6.3-nm diameters) core-shell CdSe/CdS QDs that emit in a wide range (from green to red) when excited at 480 nm.     

Aqueous synthesis of type-II core/shell CdTe/CdSe quantum dots for near-infrared fluorescent sensing of copper(II)

Type-II core/shell CdTe/CdSe quantum dots (QDs) were synthesized in aqueous medium by employing thiol-capped CdTe QDs as core template and CdCl(2) and Na(2)SeSO(3) as shell precursors, respectively. Compared with the original CdTe cores, the core/shell CdTe/CdSe QDs showed an obvious red-shifted emission with the color-tune capability to the near-infrared (NIR) wavelength, because of the formation of an indirect excitation. The prepared QDs exhibited high stability and moderate fluorescence quantum yields (10-20%), and their core/shell heterostructure was characterized by UV-vis absorption, steady-state and time-resolved fluorescence spectra, X-ray powder diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy and high-resolution transmission electron microscopy. The fluorescence of the core/shell QDs could be markedly quenched by Cu(II), and approximate concentrations of other physiologically important cations, such as Zn(II), Ca(II), Na(I) and K(I) etc., had no effect on the fluorescence. Based on this, a simple and rapid method for Cu(II) determination was proposed using the NIR CdTe/CdSe QDs as fluorescent probes. Under optimal conditions, the response was linearly proportional to the concentration of Cu(II) between 0.05 to 50.0 x 10(-6) mol L(-1), the limit of detection was 2.0 x 10(-8) mol L(-1). The developed method was successfully applied to the detection of trace Cu(II) in real samples.     

CdSe/CdS/SiO2复合纳米球的制备及发光性能

采用两相法合成了CdSe/CdS核-壳结构的量子点, 用氨水催化水解正硅酸乙酯制得复合结构的CdSe/CdS/SiO₂发光纳米球. 通过对量子点用量、氨水用量、反应时间及溶剂比例等实验条件的调节, 得到了单分散性较好, 尺寸在23~145 nm的复合发光纳米球. 利用紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱对其发光性能进行了研究, 同时利用透射电镜(TEM)观察复合纳米球的形貌. 结果表明, 复合发光纳米球样品的最高荧光量子产率可达8%.     

Aqueous synthesis of CdSe and CdSe/CdS quantum dots with controllable introduction of Se and S sources

A new and convenient route is developed to synthesize CdSe and core-shell CdSe/CdS quantum dots(QDs) in aqueous solution.The gaseous precursors,H2Se and H2S,generated on-line by reducing SeO 3 2à with NaBH 4 and the reaction between Na 2 S and diluted H2SO 4,are used to form high-quality CdSe and CdSe/CdS QDs,respectively.The synthesized water-soluble CdSe and CdSe/CdS QDs possess high quantum yield(3% and 20%) and narrow full-width-at-half-maximum(43 nm and 38 nm).The synthesis process is easily reproducible with simple apparatus and low-toxic chemicals,and can be readily extended to the large-scale aqueous synthesis of QDs.     

L-Cys/MPA共修饰CdTe量子点:制备、表征及其在细胞标记中的应用

以L-半胱氨酸(L-Cys)和巯基丙酸(MPA)为共修饰剂在水相中快速合成高质量CdTe量子点.通过紫外-可见分光光谱、荧光光谱、荧光寿命衰减曲线、透射电子显微图片、XRD图谱等相关方法对产物进行表征.调节L-Cys和MPA的摩尔比,对CdTe量子点的生长速率和光学特性有明显影响.结果证实:与单一修饰剂L-Cys或MPA相比,L-Cys/MPA共修饰CdTe量子点具有较快的荧光发射峰红移速率,且其粒径分布均一、稳定性强.50L-CdTe(L-Cys与MPA摩尔比为50%)的荧光量子产率达到66.4%,75L-CdTe(L-Cys与MPA摩尔比为75%)的荧光寿命为46.8 ns.细胞毒性实验证明75L-CdTe量子点对SiHa细胞毒性较小,细胞存活率为75%~95%.进一步将其用于标记细胞,表明75L-CdTe量子点能有效地对SiHa细胞进行荧光标记.L-Cys/MPA共修饰CdTe量子点具有良好的荧光特性和生物相容性,在生物医药领域具有重要的应用价值.     

深色物体表面血手印的CdSe量子点标记荧光显像

合成了巯基乙酸修饰的CdSe量子点溶液,用荧光光谱法对该材料进行荧光测试,结果表明,该纳米材料在365 nm激发波长下具有优异的荧光性能。 用CdSe量子点水溶液对多种深色物体表面上的血手印进行标记并通过CCD相机获取荧光图像。 考察标记时间、血液浓度、遗留时间与血手印显像清晰度的关系。 结果表明,标记时间为30 min就可以得到理想的荧光图像。 该材料应用范围较为广泛,对常见深色物体上的血手印有较好的标记荧光成像效果,灵敏度可以达到1%血浓度。 CdSe量子点标记血手印操作简单,适用范围广,荧光亮度高,与背景形成的反差大,获得的荧光图像手印纹线清晰、流畅。