多色量子点表面等离子体耦合荧光发射性质

以巯基小分子为配体水相合成CdTe量子点, 通过调节回流时间调控其粒径大小. 由于量子点的宽谱激发特性, 在蓝光(473 nm)或绿光(532 nm)条件下, 纳米金属薄膜表面不同发射波长的CdTe量子点均可被激发而与金属表面等离子体发生耦合相互作用, 从而在棱镜一侧发出高度定向的偏振荧光, 其荧光特性与样品厚度密切相关. 表面等离子体耦合荧光发射法(SPCE)具有波长分辨性质, 不同颜色的量子点在不同角度定向发射, 发射波长越长, 角度越小. 720 nm和630 nm量子点的自由空间发射荧光光谱呈现交叠, 然而, 基于SPCE的波长分辨性质, 我们通过改变检测角度避开光谱重叠, 在棱镜一侧的43o和51o处分别得到了两种量子点的SPCE荧光单峰. 量子点是SPCE在多通路、高通量检测应用中荧光物种的理想选择.     

第二近红外窗口荧光Ag2Te量子点的合成

以巯基辛烷为表面配体, 通过调控Ag前体和Te前体的比例, 制备了第二近红外窗口荧光Ag₂Te量子点. 采用透射电子显微镜(TEM)、 X射线衍射光谱(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)、 紫外-可见-近红外吸收光谱和荧光光谱等对产物进行了表征. 结果表明, 制得了粒径均一、 分散性好的油溶性Ag₂Te量子点, 其最大荧光发射波长位于1320 nm, 荧光量子产率高达4.2%.     

Ag2S基近红外II区荧光量子点的水相合成优化探究

具有近红外II区荧光的Ag₂S量子点(QDs)因具有带隙窄、Stokes位移大及光稳定性好等优点而在生物成像领域具有广阔应用前景. 然而, 传统有机相合成的Ag₂S量子点水溶性与生物相容性较差, 而水相合成Ag₂S量子点的荧光又很难到近红外II区, 这严重制约了Ag₂S量子点的生物医学应用推广. 因此, 优化探究具有近红外II区荧光发射的Ag₂S基量子点的水相合成方法具有重要意义. 采用核掺杂ZnS、表面阳离子(Zn²⁺)改性以及调控表面配体制备出一系列Ag₂S基量子点, 发现核掺杂和表面阳离子改性均使Ag₂S基量子点的荧光呈现剂量依赖性蓝移; 而将表面配体由树枝状短链(Captopril)更换为长直链(11-巯基十一烷酸, MUA)时, Ag₂S基量子点的发射峰红移至1105 nm(近红外II区)且半峰宽更窄. 本研究发现, 相比核掺杂和表面阳离子改性, 优化表面配体更容易在水相中制备出具有近红外II区荧光的Ag₂S基量子点. 本工作为近红外荧光量子点的水相合成及优化提供了基础研究数据.     

钙钛矿量子点在荧光分析检测中的应用

钙钛矿量子点(PQDs)是一种新兴的发光纳米晶体,相较于传统量子点材料,PQDs有着高荧光量子产率、强量子光发射、窄发射带宽、可调谐发射波长等更为优异的光学性能,故而在荧光分析检测领域内具有广阔的应用前景。本文简述了PQDs的结构、合成及其光学调控;综述了PQDs在重金属离子、有机物、气体及阴离子荧光分析检测中的研究进展,对其检测效果及机理展开讨论分析;此外,本文还总结了PQDs在实际应用中存在问题的应对策略及解决思路,展望了其发展前景,以期为PQDs在荧光分析检测领域的进一步应用提供参考。     

碳量子点激发依赖荧光特性的机理、调控及应用

碳量子点（carbon dots,CDs）是一种具有强荧光、荧光波长可调、无光漂白等特性的新型荧光纳米粒子,其制备简单、成本低,而且具有良好的生物相容性和低毒性,在光电器件、生物传感及药物载体等领域展现出广阔的应用前景。其具有的独特激发依赖荧光特性是指随着激发波长的改变,其发射波长将随之改变,所以,通过调节激发波长即可实现CDs的连续全色发射,可为其在多色成像生物领域提供可能性。此外,在长波长激发下,CDs发射波长甚至可以延续到近红外区域,展现出在活体成像领域的应用前景。因此,探索CDs激发依赖荧光特性的机理是非常重要的,这将为实现CDs的激发依赖荧光特性提供理论指导。本文就近年来人们对于CDs激发依赖荧光特性的研究进行了综述,重点概述了CDs激发依赖荧光特性的机理、调控实现CDs激发依赖荧光特性的方法及CDs激发依赖荧光特性的应用。目前,CDs激发依赖荧光特性的机理主要包括：不同表面态的分布、宽的尺寸分布、碳核结构的存在及周围慢的溶剂弛豫;实现CDs激发依赖荧光特性的方法主要有：对表面态的控制、尺寸分布的控制及碳核结构的控制;CDs激发依赖荧光特性的应用主要表现在细胞成像和光电器件。最后,对这一特性研究中尚存在的问题进行了总结并且展望了其发展前景。     

水溶性近红外Ⅱ区荧光Ag2Te量子点的合成

量子点具有独特的光学性质, 在生物医学领域有着广泛的应用. Ag₂Te作为Ⅰ-Ⅵ族量子点中的一员, 因具有生物毒性小和带隙窄等优势而备受关注, 但是目前直接合成水溶性Ag₂Te量子点的方法较少, 而且可调节的荧光发射波长范围有限. 本文提出了一种合成荧光发射波长位于近红外Ⅱ区窗口的水溶性Ag₂Te量子点的新方法. 该方法以硝酸银为银前体, N-乙酰-L-半胱氨酸为配体, 碲前体利用硼氢化钠还原亚碲酸钠得到, 反应条件温和(室温、 大气氛围)且不涉及有毒的有机试剂, 绿色环保. 通过进一步的阳离子处理钝化其表面缺陷, 可以得到尺寸均一的超小粒径水溶性Ag₂Te量子点, 量子点的荧光发射波长为1160 nm, 量子产率为8.0% (以IR26染料为参照). 该方法所合成的Ag₂Te量子点具有良好的生物相容性, 注入小鼠体内后能观察到明显的近红外荧光, 具有进一步生物应用的潜力.     

金纳米棒对表面等离子体耦合发射的增强作用研究

局域型与传播型表面等离子体相互作用引起的电磁场增强是调控表面等离子体耦合发射(SPCE)的有效方法。通过静电吸附将金纳米棒(AuNRs)引入光滑金基底表面,再匀胶625 nm发射的量子点荧光薄膜,检测到高度p偏振的定向辐射;借助体系独特的等离子体耦合特性,相较于常规SPCE和自由空间发射分别实现了约40和150倍的信号增强。研究结果表明,信号调控主要来自AuNRs的局域等离子体共振、体系的增强等离子体电磁场以及“热点”结构的形成对处在耦合猝灭区的荧光团带来的“去猝灭”效应。通过条件优化,探究了AuNRs调控SPCE信号的影响因素,包括AuNRs的修饰浓度以及量子点荧光薄膜的厚度,为高效耦合增强体系的构建提供了研究方法。等离子体与不同波长的荧光发射耦合作用各异,将AuNRs用于多波长SPCE体系的信号调控,在不同的发射角度实现了对应波长的耦合增强检测。AuNRs修饰过程简单,增强效果显著,是一种调控等离子体耦合发光的普适方法,有望提高体系的检测性能;结合SPCE的波长分辨特性,可为构建多波长同时增强检测体系提供可行的光谱分析手段。     

超声电化学快速制备近红外CdTe量子点与细胞成像

针对当前水溶性量子点合成路线复杂、量子产率低的现状, 在无需N₂保护的条件下, 采用简便的超声电化学方法快速合成了CdTe量子点前驱体;并对不同条件下制得的前驱体加热回流, 得到水溶性、高质量的近红外CdTe量子点。产物的形貌、结构和组成通过高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X-射线粉末衍射(XRD)等手段进行了表征。考察了超声电化学参数和回流条件对量子点荧光性质的影响。通过控制电流脉冲宽度、反应时间、反应温度等参数, 实现了CdTe量子点前驱体的可控制备;通过调节加热回流条件得到不同荧光发射波长的量子点;选用602 nm近红外发射波长的CdTe量子点标记了子宫颈癌细胞(Hela), 并采用共聚焦技术实现了肿瘤细胞的显微成像观察。和传统的量子点合成方法相比, 超声电化学方法具有合成路线简单、参数易调可控的特点;为高品质量子点的快速制备提供了新的思路, 拓展了超声电化学在纳米材料制备领域的应用。     

超声电化学快速制备近红外CdTe量子点与细胞成像

针对当前水溶性量子点合成路线复杂、量子产率低的现状,在无需N2保护的条件下,采用简便的超声电化学方法快速合成了CdTe量子点前驱体;并对不同条件下制得的前驱体加热回流,得到水溶性、高质量的近红外CdTe量子点。产物的形貌、结构和组成通过高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X-射线粉末衍射(XRD)等手段进行了表征。考察了超声电化学参数和回流条件对量子点荧光性质的影响。通过控制电流脉冲宽度、反应时间、反应温度等参数,实现了CdTe量子点前驱体的可控制备;通过调节加热回流条件得到不同荧光发射波长的量子点;选用602 nm近红外发射波长的CdTe量子点标记了子宫颈癌细胞(Hela),并采用共聚焦技术实现了肿瘤细胞的显微成像观察。和传统的量子点合成方法相比,超声电化学方法具有合成路线简单、参数易调可控的特点;为高品质量子点的快速制备提供了新的思路,拓展了超声电化学在纳米材料制备领域的应用。     

基于量子点的多组分分析研究进展

半导体荧光量子点因其独特的一元激发/多元发射、耐光漂白、发射波长可调等光学性质在细胞生物学研究、生物化学传感、药物筛选及示踪、环境监测等诸多领域都得到广泛的应用.本文简述了量子点的基本特性,重点介绍了近年来基于量子点的荧光特性及其与荧光共振能量转移、分子信标、荧光原位杂交等分析技术相结合而发展起来的一些新技术,以及基于QDs的阳极溶出伏安法和电化学发光在多组分分析方面的研究进展,最后就该研究领域现存的问题和将来的发展方向提出了拙见.     

由蚕砂制备的碳量子点在不同激发、pH、金属离子、温度及极性环境下的荧光性质研究

碳量子点作为一种新兴的荧光纳米材料,具有粒径分布均匀、光稳定性好、激发-发射波长可调控、表面可修饰等优良的性质,兼具低毒性、生物相容性好等优点,在分析检测和生物成像等领域展现出广阔的应用前景。而蚕砂是家蚕的干燥粪便,简单易得。利用蚕砂作为碳量子点制备原料,采用微波合成的方法制备得到了一种平均水合粒径为4.86 nm,含氮、硫修饰的碳量子点材料,可作为针对激发波长、pH、金属离子浓度、温度及溶剂极性的变化有着显著响应特性的碳量子点型荧光探针。该探针的荧光最大发射波长随激发波长或pH的增加而红移;荧光强度随温度或pH的降低而增加;随着金属离子,特别是铜离子的加入而逐渐降低,并随着EDTA络离子的加入而逐渐回复。在多种溶剂中该探针均具有较好的溶解度,当换用不同极性的溶剂时,随着溶剂极性的增加荧光发射波长逐渐红移。荧光性质随多重环境参数变化为该碳量子点在未来的生物检测和成像领域提供了广阔的应用前景。     

葡萄糖酸碳量子点的合成及其光学性能的研究

以葡萄糖酸为碳源,采用微波法、热解法和水热溶液法合成了水溶性较好的蓝色荧光碳量子点。用透射电镜(TEM)观察其形貌,荧光光谱(FL)和紫外可见光谱(UV)探究其激发和发射光谱,用时间分辨光谱(TRF)测其荧光寿命值。微波和热解法制备的碳量子点粒径在2.5~7.5 nm之间,激发波长为360 nm,发射波长为450 nm,荧光发射依赖激发波长,有三个荧光寿命,表面状态不均一。水热法制备的碳量子点,粒径在3.0~8.5 nm之间,激发波长为350 nm,发射波长为430 nm,荧光发射不依赖激发波长,只有一个荧光寿命值,表面状态均一。水热法合成的碳量子点荧光量子产率高为6.01%,为进一步研究葡萄糖酸制备碳量子点提供参考。     

一锅合成绿色到近红外发射的CdTe量子点

以3-巯基丙酸(MPA)为稳定剂,采用水相合成法制备了从绿色到近红外发射的CdTe量子点。系统研究了反应液pH值、镉和碲的物质的量之比及镉和3-巯基丙酸的物质的量之比等实验条件对CdTe量子点体系的发射波长和荧光量子产率的影响。在pH值为10.5,且nCd2+∶nTe2-∶nMPA=1∶0.05∶1.1的条件下,回流0.5 h,CdTe量子点体系在569 nm波长处的荧光量子产率达到30.8%;在7 h的回流时间内,制备的量子点的波长覆盖范围为525～730 nm。分别用X射线粉末衍射、透射电镜和红外光谱对CdTe量子点的晶体结构、形貌及表面基团进行表征。     

Ag2Se@Ag2S核壳量子点的室温合成及其近红外荧光性能优化

在Ag₂Se量子点表面生长宽禁带无机壳层以消除表面缺陷是提高其光致发光性能的有效方法.与Ag₂Se相比,Ag₂S带隙更宽,晶格常数相似,是Ag₂Se量子点的理想壳层.然而,室温下精确制备Ag₂Se@Ag₂S核壳量子点仍然是一个挑战.分别采用胶体原子层沉积(c-ALD)法和一锅水相法在室温下合成了油溶性和水溶性的Ag₂Se@Ag₂S核壳量子点,并通过调控配体链长优化了水溶性Ag₂Se@Ag₂S核壳量子点近红外荧光性能.在c-ALD法中,以1-十二硫醇(DDT)包裹的Ag₂Se量子点作为种子,以油胺(OAM)配位的Ag(OAM-Ag)和Na₂S作为壳层前驱体,制备的油溶性Ag₂Se@Ag₂S核壳结构量子点暂无荧光发射,随后尝试通过高温退火但仍无法恢复其荧光发射能力.接着,在一锅水相法中,...     

水热法快速合成绿色到近红外发光CdTe量子点

以3-巯基丙酸(MPA)和柠檬酸钠为稳定剂,Na2TeO3为碲源,利用水热法成功制备了从绿色到近红外发射的CdTe量子点,并详细探讨了影响CdTe量子点体系的荧光发射波长和量子产率的因素,如反应前驱液的pH值,反应物的浓度比和反应时间等实验条件.分别用X射线粉末衍射、透射电镜、紫外-可见光谱和荧光光谱对CdTe量子点进行了表征.     

液-液界面制备近红外荧光Ag_2S量子点

利用液-液界面反应体系,使分别溶解在油相中的银前体和水相中的硫前体在液滴界面发生反应,在室温条件下成功制备出近红外荧光Ag_2S量子点。采用透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射光谱(XRD)、傅立叶变换红外(FT-IR)光谱和荧光光谱等对产物进行了表征。结果表明,此方法成功制得了粒径较均一的Ag_2S量子点,纯化后经加热熟化处理其量子产率可达2.68%。另外实验发现,通过改变投料比即可实现Ag_2S量子点的粒径控制及荧光发射峰波长调控(1 170nm至1 279nm)。     

有机体系中Ⅱ-Ⅵ族量子点的制备及其合成机理

量子点由于其量子效应而具有既不同于体相材料又有别于一般分子的优异光学性能,因此在生物医学领域,特别是在生物标记中具有良好的应用前景.Ⅱ-Ⅵ族量子点由于其荧光发射波长几乎覆盖了整个可见光区而引起人们的关注,其中在有机体系中合成油溶性Ⅱ-Ⅵ族量子点具有反应产物稳定,量子产率高,并且可以制备性能更加优异的核.壳结构的量子点(CdSe/ZnS,CdSe/CdS等)等优点,因此在过去的十几年中被广泛而深入地研究.本文重点综述了在有机体系中,单分散、高荧光性能Ⅱ-Ⅵ族量子点的制备方法--高温热解法及其合成机理的研究进展,并对今后的研究方向作了展望.     

抗坏血酸还原亚碲酸钠水相合成CdTe量子点

在碱性条件下,镉离子与巯基乙酸形成配合物(Cd-SCH2COO-),亚碲酸钠中+4价的碲被抗坏血酸还原成-2价后与Cd-SCH2COO-配合物结合,形成Cd Te晶核;经加热回流后晶核不断生长,得到不同发射波长的Cd Te量子点.研究了反应时间、巯基乙酸与镉及碲与镉的摩尔比等实验条件对Cd Te量子点荧光性能的影响.用X射线粉末衍射和透射电镜等分析手段对量子点的结构进行了表征.结果表明,采用这种方法制得的Cd Te量子点为立方晶型,荧光量子产率可达27.1%,反应时间及反应物的相对用量对量子点的荧光性能有明显影响.     

NEWS——CdTe量子点/过氧化物酶体系用于灵敏检测酚类化合物和过氧化氢

半导体纳米粒子（量子点,quantum dots,QDs）由于其独特的电子量子限域及尺寸相关的荧光发射性质,已经在电子学,发光装置和生物分析领域中引起了广泛的的兴趣。发展基于QDs的化学及生物分析尤其是传感器是分析化学领域的前沿之一。由于量子点的荧光对其表面非常敏感,物质与量子点表面的相互作用可能会导致荧光的变化;研究发现,电子／空穴受体（如苯醌、对苯胺等）会猝灭量子点的荧光。     

碳点荧光探针的制备及其在食品分析中的应用

碳点作为一种新型荧光碳纳米材料,具有优良的光学性能和小尺寸特性,以及良好的生物相容性、低毒性以及易于实现表面功能化等特点,是潜在的可以代替传统半导体量子点等荧光探针的良好选择.基于其独特的荧光特性和高灵敏度,碳点荧光探针在食品分析领域具有很好的应用潜力.本文对近年来荧光碳点的研究进展进行了综述,简述碳点的性能并对碳点的制备方法进行总结对比,重点介绍了碳点荧光探针在食品分析领域的应用,对目前碳点应用的限制进行了分析,对其发展前景和展望.