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.     

油溶性CuInS2/ZnS量子点的制备及其温敏性聚丙烯酰胺胶束介导的水相转移

采用非热注法成功制备了高质量的油溶性CuInS2/ZnS核壳量子点,量子点的荧光发射峰在可见光到近红外范围内可调(550～800 nm),且荧光量子产率最高达80%。本文进一步利用具有温敏特性的聚丙烯酰胺胶束作相转移剂,成功地将油溶性的CuInS2/ZnS核壳量子点转移入水相。水相中自组装形成的CuInS2/ZnS量子点-胶束复合物不仅具有良好的荧光性质,而且胶束原有的灵敏的热响应性被保留。这些研究初步表明,无镉的低毒的CuInS2/ZnS量子点可作为纳米胶束的荧光示踪探针。     

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%.     

油溶性CuInS2/ZnS量子点的制备及其温敏性聚丙烯酰胺胶束介导的水相转移

采用非热注法成功制备了高质量的油溶性CuInS₂/ZnS核壳量子点, 量子点的荧光发射峰在可见光到近红外范围内可调(550~800 nm), 且荧光量子产率最高达80%。本文进一步利用具有温敏特性的聚丙烯酰胺胶束作相转移剂, 成功地将油溶性的CuInS₂/ZnS核壳量子点转移入水相。水相中自组装形成的CuInS₂/ZnS量子点-胶束复合物不仅具有良好的荧光性质, 而且胶束原有的灵敏的热响应性被保留。这些研究初步表明, 无镉的低毒的CuInS₂/ZnS量子点可作为纳米胶束的荧光示踪探针。     

水热法合成AgInS2/ZnS核/壳结构量子点及其荧光性能

以硫脲为硫源,采用谷胱甘肽(GSH)和柠檬酸钠(SC)为配体,通过水热法制备了水溶性AgInS2/ZnS(AIS/ZnS)核/壳结构量子点。系统研究了反应温度和配体用量对量子点的合成及其荧光性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和光致发光光谱(PL)分别对量子点的物相、形貌和光学性能进行了表征,并考察了量子点的稳定性。实验结果表明,随着反应温度从70℃升高至90℃,促进了ZnS壳层的形成,有效地钝化了量子点的表面缺陷,获得的AIS/ZnS核/壳量子点的发光强度显著提高,发光峰位从600 nm蓝移至580 nm。配体的添加可以有效地平衡Zn^2+的化学反应活性,减缓ZnS壳层的生长,抑制核壳界面缺陷的形成,还能消除量子点的表面态,当nGSH/nZn^2+=2.0,nSC/nZn^2+=2.5时,AIS/ZnS量子点的荧光性能最佳。此外,AIS/ZnS核/壳结构量子点还具有优异的光学稳定性。     

Angiopep-2修饰的Ag2S量子点用于近红外二区脑胶质瘤成像

构建了一种近红外二区成像探针，能对脑部病变进行近红外二区荧光成像.利用脑靶向肽Angiopep-2对Ag₂S量子点进行修饰，Ag₂S量子点和Angiopep-2多肽经EDC和NHS介导，通过氨基和羧基的缩合反应进行连接，采用琼脂糖电泳、动态光散射及透射电镜等方法对材料进行表征，并观察了材料对脑胶质瘤细胞U87MG的细胞毒性、材料在该细胞中的分布、摄取以及在实体瘤荷瘤鼠中的分布情况.结果显示，Ag₂S量子点水合粒径约为6 nm，经肽修饰后粒径约为8 nm，表面zeta电位正电性增强，在琼脂糖电泳中，肽修饰后Ag₂S迁移距离较Ag₂S短，表明Angiopep-2多肽修饰到了量子点上.经过细胞实验发现，修饰后的Ag₂S量子点在100 μg/mL以下没有细胞毒性，脑胶质瘤U87MG细胞对Angiopep-2多肽修饰的Ag₂S较Ag₂S具有更高的摄取.经过初步的实体瘤动物实验发现，Angiopep-2修饰的Ag₂S能在皮下瘤模型中出现分布和聚集，说明修饰后的Ag₂S量子点具有一定脑胶质瘤细胞的靶向性.     

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.     

核/壳型CdTe@SiO2荧光纳米复合粒子的制备与表征

利用反相微乳法, 以巯基乙酸修饰的水溶性CdTe量子点为核, 包覆SiO₂, 制备得到核壳型CdTe@SiO₂荧光纳米复合粒子. 用紫外-可见(UV-vis)分光光度计, 荧光(PL)分光光度计, 红外(FT-IR)光谱仪, 透射电子显微镜(TEM)等分析测试手段, 对得到的荧光纳米复合粒子的性能进行表征, 结果表明: 得到的CdTe@SiO₂纳米复合粒子是核壳型结构, 由SiO₂壳层包覆多个量子点, 其大小均匀, 水溶性好, 有效地提高了量子点的稳定性, 大大增强了其抗光漂白性能, 为该材料的进一步生物应用打下了良好的基础.     

近红外发光Ag2S-CdS 核壳结构水溶性量子点的合成及光学性质

本文以谷胱甘肽(GSH)作为表面活性剂,采用两步法,先生成Ag2S核,再生长CdS,得到了高质量的Ag2S-CdS核壳结构水溶性量子点。我们用XRD,TEM,HRTEM和EDS研究了产物的结构,形貌和组分,用紫外可见吸收光谱和荧光发射光谱研究了所得量子点的光学性质,同时考察了反应时间,GSH的量,Ag和S源前驱物的含量对量子点光学性质的影响。实验结果表明量子点稳定性好,荧光寿命长,可在710~718 nm近红外区域发光。在核生长过程中,Ag和S源的含量同时影响量子点的发光位置和强度,而GSH量和壳层生长中S源的量几乎只影响近红外发光强度,发光位置保持不变。不同的量子点光学性质可能来源于量子点中组分及表面缺陷的分布。     

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。     

SiO2@Fe2O3核-壳结构催化剂的制备及表征

采用优化的Stöber法制备了平均粒径为230 nm的单分散球形SiO₂颗粒,并以此为内核,通过水解沉积法制备了不同壳层厚度的核-壳结构SiO₂@Fe₂O₃催化剂。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、N₂物理吸附和X射线衍射分析(XRD)等手段对催化剂进行表征,探讨了不同制备条件对SiO₂@Fe₂O₃催化剂形貌的影响。结果表明,通过水解沉积法制备的SiO₂@Fe₂O₃催化剂具有明显的核-壳结构,并且保持了原始SiO₂核的球形形貌,Fe₂O₃纳米粒子通过-OH的氢键作用连接在SiO₂表面,形成了2~10 nm厚的Fe₂O₃均匀连续包覆层。     

核壳结构AgInS2@ZnS量子点的合成及荧光性能

合成了一种新型核壳结构的AgInS₂@ZnS量子点并研究了其荧光性能. AgInS₂@ZnS的合成包括以变性牛血清白蛋白(dBSA)为稳定剂水相法构建AgInS₂核以及形成ZnS壳两部分. 考察了配方和工艺条件对该量子点荧光性能的影响, 并采用X射线粉末衍射(XRD)等手段对制备的纳米粒子进行了表征. 结果表明, AgInS₂@ZnS是一种核壳结构的纳米物质, 其粒径介于5~7 nm之间, 荧光量子产率达35.3%.     

室温水相合成CdTe/CdS核/壳结构量子点

开发了一种以聚乙烯吡咯烷酮为分散剂和稳定剂经条件温和的室温水相合成光谱可调的水溶性CdTe/CdS核/壳结构量子点的方法:向新鲜制备的CdTe量子点溶液中加入硫源,继续反应即可生成CdS壳层,通过控制硫源的浓度即可控制CdS壳层厚度,从而调节光谱性质和增强稳定性.采用XRD、TEM、HRTEM、荧光光谱以及紫外-可见光...     

氨基化单分散量子点/二氧化硅核壳纳米粒子的制备及其细胞标记

通过反向微乳液法, 在油溶性量子点表面包裹二氧化硅外壳, 使油溶性量子点水溶性化, 再利用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)在已形成的二氧化硅纳米颗粒表面进行氨基化改性, 制备富含氨基的二氧化硅包裹的量子点荧光纳米球. 通过透射电子显微镜(TEM)、粒径分析、zeta电位检测、紫外-可见分光光度、荧光分光光度和红外光谱等手段对产品进行了表征. 结果表明, 所制备的二氧化硅量子点纳米球(45 nm)具有单分散性、水溶性好及光化学稳定性强等优点. 通过静电作用, 所制备的单分散氨基化二氧化硅量子点对肿瘤细胞表面膜电荷进行了初步标记显像.     

核壳结构Au@SiO2的可控制备及应用于SERS检测多环芳烃

以金纳米粒子为内核,硅酸钠为硅源,采用自组装法制备了Au@SiO₂核-壳结构,考察了不同反应时间对核壳结构的影响。以4-巯基苯甲酸(4-MBA)为探针分子测试不同厚度Au@SiO₂核壳的表面增强拉曼散射光谱(SERS)性能。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外分光光度计对核壳结构进行表征。结果表明,采用自组装法制备的Au@SiO₂核壳结构粒径均一、稳定性好、壳层厚度可控且对多环芳烃(PAHs)具有吸附能力。将Au@SiO₂核壳结构用于嵌二萘的SERS检测,检出限低至0.1μg/mL。制备的Au@SiO₂核壳结构可以进一步应用于痕量物质的检测。     

阳离子交换法制备稳定的近红外区核/壳型PbS/CdS量子点

硫化铅量子点(PbS QDs)的光氧化稳定性差是其应用于太阳能电池等领域的主要限制因素之一. 采用阳离子交换法在合成的PbS量子点表面包裹一层具有更稳定、更大禁带宽度的硫化镉(CdS)壳层, 制备出稳定的核/壳型PbS/CdS量子点; 同时, 研究了反应温度和反应时间对阳离子交换过程的影响规律. 通过透射电子显微镜和高分辨透射电子显微镜(TEM/HRTEM)、X射线衍射仪(XRD)、吸收光谱和荧光光谱考察了所制备PbS/CdS量子点的结构、光学特性和光氧化稳定性．结果表明: 阳离子交换过程中, 离子交换反应程度有限、仅发生在量子点的表面层, 但极薄的CdS壳层已能有效钝化PbS量子点的表面缺陷、显著提高其光氧化稳定性.     

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.     

太阳光响应型Ag2S/Ag3PO4复合材料的制备及催化降解水杨酸

以AgNO₃, Na₂HPO₄和硫粉为原料, 采用共沉淀-水热法合成了具有太阳光响应型Ag₂S/Ag₃PO₄复合材料, 运用扫描电子显微镜(SEM)、 X射线粉末衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射(UV-Vis DR)光谱等方法对样品进行了表征, 并在模拟太阳光条件下, 考察了Ag₂S/Ag₃PO₄对水杨酸的光催化降解效率. 结果表明, 与Ag₃PO₄相比, Ag₂S的负载量为1%(质量分数)时Ag₂S/Ag₃PO₄粒径变小, 呈立方晶相结构; Ag₂S/Ag₃PO₄复合材料可以有效促进光生电子-空穴分离, 使Ag₃PO₄禁带宽度降低到2.24 eV, 并增强了可见光的吸收能力. 在Ag₂S负载量为1%, 120 ℃水热4 h条件下, Ag₂S/Ag₃PO₄复合材料具有最佳光催化活性, 经模拟太阳光照射60 min对10 mg/L的水杨酸去除率达到88.2%.     

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。     

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.