温度对聚酰胺-胺树形分子模板法制备CdS量子点的影响

为了研究温度对聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子的模板法制备硫化镉(CdS)量子点的影响, 以4.5代(G4.5, 64个甲酯端基)PAMAM树形分子为模板, 在－10～30 ℃的温度范围内制备了分散良好的CdS量子点. 用透射电子显微镜(TEM)表征了CdS量子点的形貌、尺寸; 用紫外-可见光谱(UV-Vis)和光致发光光谱(PL)表征了CdS量子点的光学性能. 发现在相同条件下, 制备温度从－10 ℃升高到30 ℃, CdS量子点粒径从1.8 nm增大到3.4 nm, 其中在10 ℃时制备的量子点的尺寸分布最窄; CdS量子点的吸收和发射光谱均随温度增大而红移, 其中10 ℃时制备的量子点的室温光致发光效率最高. 这表明制备温度决定了树形分子的配位基团与Cd^2＋的分离速度, 并影响了CdS量子点的成核和生长过程, 从而最终决定了CdS量子点的尺寸及尺寸分布、光致发光颜色和发光效率.     

硫脲修饰法制备高发光性能CdTe量子点

通过巯基水解制备了具有优异荧光特性的碲化镉量子点. 详细研究前驱体镉离子与巯基丙酸(MPA)摩尔比、镉离子浓度等制备条件对大尺寸、高量子产率的亲水性碲化镉量子点光学性能的影响. 在不同的水热生长时间下, 可制备出荧光发射峰位于485-660 nm范围内的不同尺寸的碲化镉水溶性量子点, 荧光发射峰半高宽控制在40-75 nm之间, 量子点的最高量子产率(QY)达到了45%. 并利用硫脲缓慢水解和光解释放自由硫离子, 修饰碲化镉表面, 检测修饰后的量子点在12天内光学性能的变化情况. 通过考察硫脲用量对量子点修饰效果, 发现当n(CdTe)/n(thiourea)=1:4(量子点浓度以镉离子浓度计)时, 硫脲对发射峰为505 nm的碲化镉量子点修饰效果最为理想, 量子点荧光强度加强了5倍, 量子产率达到68.3%.     

一锅法高效制备橙色荧光氧化石墨烯量子点及其在细胞pH成像中的应用

以价廉、易得的石墨片为原料,采用改进的Hummers法,简单、快速、高效地制备了具有良好生物相容性的橙色荧光氧化石墨烯量子点(GOQDs)。所制备的GOQDs尺寸约7.2 nm,具有尺寸均匀、晶格间距为0.20 nm的高度结晶的核心和氧化的外围结构。与大多数报道的碳点(CDs)、包裹掺杂碳点(掺杂 CDs)、石墨烯量子点(GQDS)和 GOQDs不同,我们的方法制备的 GOQDs显示出橙红色并具有激发波长独立的荧光发射。此外,GOQDs具有pH依赖性荧光发射、强的光漂白抗性、低细胞毒性、良好的水溶性(ρ=10 mg·mL^-1)和优异的生物相容性。这些特性使其成功应用于细胞pH成像。     

一锅法高效制备橙色荧光氧化石墨烯量子点及其在细胞pH成像中的应用

以价廉、易得的石墨片为原料,采用改进的Hummers法,简单、快速、高效地制备了具有良好生物相容性的橙色荧光氧化石墨烯量子点(GOQDs)。所制备的GOQDs尺寸约7.2 nm,具有尺寸均匀、晶格间距为0.20 nm的高度结晶的核心和氧化的外围结构。与大多数报道的碳点(CDs)、包裹掺杂碳点(掺杂CDs)、石墨烯量子点(GQDS)和GOQDs不同,我们的方法制备的GOQDs显示出橙红色并具有激发波长独立的荧光发射。此外,GOQDs具有pH依赖性荧光发射、强的光漂白抗性、低细胞毒性、良好的水溶性(ρ=10 mg·mL^-1)和优异的生物相容性。这些特性使其成功应用于细胞pH成像。     

水溶性ZnO量子点制备及其光学性质

利用3-巯丙基三乙氧基硅烷对ZnO进行表面修饰后沉积SiO2, 制备出水溶性SiO2包覆ZnO的量子点. 与直接采用正硅酸乙酯沉积包覆SiO2的ZnO量子点相比, 362 nm处的激子荧光发射峰的强度提高了将近4倍. 由于表面引入了巯基官能团, 量子点的水溶性明显提高, 稳定性增强, 即使在较高的盐浓度下也不会团聚. 通过改变条件, 制备出了发光波长在420 nm的蓝色荧光量子点.     

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.     

脉冲电位法制备碳量子点及性能表征

以乙醇为碳源,邻苯二胺为掺杂剂,采用脉冲电位法制备了发黄色荧光的碳量子点,并对其性能进行了表征。透射电镜表明制备的碳量子点尺寸在5 nm以内,紫外光谱表明碳量子点有两个吸收峰,荧光光谱表明所制备的碳量子点在552 nm处具有独立于激发波长的发射峰,且具有较好的抗盐性和抗酸碱性。此外考察了碳量子点对金属离子的响应性能,结果表明该碳量子点在选择性检测Fe~(3+)方面具有潜在的应用价值。     

具有酸度敏感性的氮掺杂碳量子点的水热法制备及表征

以柠檬酸钠为碳源,三聚氰胺为氮掺杂剂,在水热条件下得到无色溶液,经过过滤、离心、旋蒸、透析等系列纯化后即得发蓝色荧光的碳量子点,并对其性能进行了表征。透射电镜表明制备的碳量子点尺寸在5 nm左右,紫外光谱表明碳量子点有两个吸收峰,荧光光谱表明所制备的碳量子点在436 nm处具有独立于激发波长的发射峰,且具有较好的抗盐性和抗碱性。此外考察了碳量子点对不同p H值酸性溶液的敏感性,结果表明该碳量子点对于制备酸性p H传感器具有较好的应用潜力。     

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。     

新型水溶性多色荧光碳点的制备及细胞成像研究

以鸡蛋清和牛奶分别与葡萄糖进行水热反应,制备水溶性多色荧光碳点,通过膜和柱层析分离纯化,利用透射电子显微镜(TEM)、紫外吸收光谱(UV)、荧光光谱(FL)、红外光谱(FTIR)等技术对所制备碳纳米粒子的粒径大小、吸收光谱、发光性质、表面基团进行表征。将所制备的碳点与小鼠黑色素瘤细胞共孵育,进行细胞成像应用评价。结果表明:制备的两种水溶性荧光碳点平均粒径分别为2.5 nm和4.9 nm,可在紫外灯下发出明亮的荧光,紫外最大吸收波长为250 nm。基于鸡蛋清或牛奶与葡萄糖反应制备的多色荧光碳量子点具有良好水溶性,其荧光光谱最大发射波长分别在410 nm和400 nm处,同时在660~800 nm激发波长范围内具有上转换性质,且荧光发射光谱随着激发光波长的增加发生红移。红外光谱表明存在—COOH、—NH2和—OH基团。细胞成像结果表明,在405 nm或488 nm激光照射下,所制备的碳点在细胞内的荧光成像清晰可见,而且在碳点浓度小于2.5 mg/mL时,均表现出较低的细胞毒性。     

近红外量子点的研究进展

量子点具有优异的光学性能及丰富的表面化学性质,在生物医学分析领域具有较好应用前景。近红外窗口生物成像所具有的背景干扰小、穿透深度大等特点,使得近红外量子点在生物成像应用中更具优势。本文介绍了近红外量子点从早期含Cd、含Pb量子点到近年来新型无Cd、无Pb量子点的发展历程,以及其在生物医学成像领域的应用,着重介绍了新型低毒性近红外量子点的研究进展。     

氮掺杂石墨烯量子点的制备及其在细胞成像中的应用

为克服现有量子点制备技术中存在的荧光量子产率较低及生物相容性差的问题,通过一步水热法合成一种高荧光量子产率的氮掺杂石墨烯量子点(N?GQDs),其荧光量子产率为94％.N?GQDs粒径在20～40 nm之间,最大激发波长为390 nm,发射波长为450 nm.N?GQDs呈现亮蓝色荧光,具有良好的光致发光作用.N?GQ...     

双功能石墨烯量子点的制备及在pH荧光检测和细胞成像中的应用

为改善石墨烯量子点的光学性质,设计并合成了五乙烯六胺和十二胺功能化石墨烯量子点(PEHAGQD-DA)。将柠檬酸和五乙烯六胺混合,170℃热解0.5 h后加入十二胺,继续反应1.5 h得到PEHA-GQDDA。PEHA-GQD-DA由尺寸仅为1~3 nm的石墨烯片组成,片边缘含有丰富的功能基团。五乙烯六胺的引入显著提高了量子点的荧光发射,荧光量子产率达到72.7%,明显高于单独柠檬酸热解所制备的石墨烯量子点。引入十二胺,使PEHA-GQD-DA容易通过细胞膜磷脂双分子层进入到细胞内部。PEHA-GQD-DA对环境pH值表现出极佳的光学响应行为。在pH 1.0~6.5时,荧光强度随pH值增加而线性增强。随pH值的变化,荧光光谱也发生改变,最大发射波长与pH值之间存在良好的线性关系。在pH 6.5~12.0时,荧光光谱不再随pH值变化而变化,但荧光强度随pH值增大而线性减少。常见无机离子和小分子化合物不影响PEHA-GQDDA对pH值的荧光响应。PEHA-GQD-DA已成功应用于环境水样pH值的荧光检测和Hela细胞成像。     

高效近红外聚集诱导发光纳米粒子用于生物成像的研究

基于荧光共振能量转移机理（FRET）,利用两亲性聚合物Pluronic F-127共包覆两种聚集诱导发光（Aggregation-induced Emission,AIE）材料TPABDFN和TPE-Me,制备了高效近红外发射TPABDFN/TPE-Me@F127纳米粒子.实验表明,这种聚合物纳米粒子具有很大的斯托克斯位移和较高的荧光量子效率,很好的单分散性、稳定性,以及较好的生物相容性和低的细胞毒性,对HepG2细胞进行荧光生物成像,得到很好的细胞成像效果.     

腐蚀法制备工艺对SiC量子点光学性质的影响

通过可控的化学腐蚀法制备碳化硅量子点,以氢氟酸和硝酸的混合液为腐蚀剂腐蚀自蔓延燃烧合成的原始碳化硅粉体,而后经超声空化作用及高速离心层析裁剪获得水相的碳化硅量子点,研究了制备工艺参数对量子点光致发光强度、发射波长等光谱特性及粒子尺寸的影响,结果表明,腐蚀剂组分及其配比是影响量子点光致发光强度的主要因素,而超声振动时间和...     

细胞自发光探针载基因量子点的制备和成像研究

本研究的目的是验证量子点携带的荧光素酶在细胞内表达后,能否同时激发作为基因载体的量子点,从而构建基于量子点的活细胞自发光探针。利用壳聚糖修饰量子点构建基因运送载体CS-Qdots并对其进行表征;检测CS-Qdots能否被生物发光细胞在宏观距离上激发;并利用CS-Qdots运送真核细胞荧光素酶报告基因质粒pCMV-luciferase至肝癌细胞内,检测虫荧光素酶基因表达后生物发光波长的改变,在体内外成像中证明CS-Qdots是否被生物发光的能量激发。结果显示:制备的CdTe量子点和壳聚糖修饰后的CS-Qdots纳米颗粒在透射电镜下表现为分散均匀的晶体和球菌,CdTe量子点直径约为5nm,CS-Qdots纳米颗粒直径约为20~30nm。动态光散射分析显示,CdTe量子点和CS-Qdots纳米颗粒水合粒子直径分别为102.7±4.4nm和583.0±13.7nm。壳聚糖修饰后的量子点表面出现壳聚糖特有的基团,表面电荷也由-16.31mV转为28.02mV。光谱分析显示量子点具有很宽的吸收光谱和窄而对称的发射光谱。pCMV-luciferase质粒DNA和CS-Qdots结合后,凝胶阻滞实验显示,当CS-Qdots∶pCMV-luciferase10∶1(质量比)时,质粒可与纳米颗粒完全结合。在体外发光细胞激发荧光实验中,CS-Qdots纳米颗粒可以被接种在细胞培养板上的生物发光细胞直接激发。以CS-Qdots作为基因载体运送pCMV-luciferase至肿瘤细胞内表达,在体内外的生物发光成像实验中,均证明成像信号的最大发射波长从生物发光的峰值560nm跃迁至量子点的发射峰值630nm,这一结果间接证实了在细胞内表达的生物发光信号可以直接激发作为基因载体的CS-Qdots纳米颗粒。本研究证实CS-Qdots可被细胞内生物发光能量以非结合的形式激发,载基因量子点纳米颗粒pCMV-luciferase/CS-Qdots可作为活细胞自发荧光成像的探针。     

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。     

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。     

β-HgS量子点的制备、性质及应用

β-HgS量子点因其具有可调谐的可见-近红外荧光和带间荧光而在光转换和荧光成像等多个领域有着广阔的应用前景。本文综述了β-HgS量子点的制备、性质及应用,重点梳理了β-HgS量子点在有机相和水相中的两大类共计五种制备方法,阐述了其不同于块状β-HgS的独特性质,总结了其在离子探测、细胞成像、活体成像、光转换器和荧光油墨等领域的最新应用。最后针对制约β-HgS量子点应用的主要问题(如应用于光转换器件中的转换效率和荧光量子产率不高、应用于生物荧光成像中的特异性识别能力不足和生物相容性较差等),提出了我们的解决方案:一方面,将β-HgS量子点自组装形成特定的纳米结构,以期提高其光转换效率和荧光量子产率;另一方面,通过将手性生物分子引入到β-HgS量子点表面来制备手性β-HgS量子点,以期增强其在体内和体外荧光成像中的特异性识别能力和改善其生物相容性。本文将为β-HgS量子点的发展提供新的思路。