通过在半导体量子点掺杂进其它金属离子,可引入新的电学、光学和磁学性质,同时保留被掺杂量子点的优点。此外,掺杂量子点具有良好的热和光化学稳定性,掺杂CdS量子点,如Cu-dopedCdS,Zn-dopedCdS,Mn-dopedCdS等等。这些掺杂量子点都是在有机溶剂体系(如十八烯和三辛基膦)中,200-270℃温度下制备,条件苛刻,过程复杂,并且这些报道主要研究掺杂量子点的掺杂过程与机理,很少涉及其应用研究。
我们将在水溶液中一步合成锗掺杂硫化镉量子点,条件温和,过程简单,并且避免了复杂的相转移和分离提纯步骤,毒性大大降低,光学稳定性好。掺杂锗后,可进一步降低CdS量子点的毒性。
本研究在水溶液体系中合成了一种新的锗掺杂硫化镉量子点,探索了反应条件对其光学性质的影响,并且将其应用于细胞标记。该方法简单、条件温和,以锗作为掺杂剂可有效增强CdS量子点的荧光强度和光学稳定性,同时降低其毒性,提高其生物相容性,拓展了半导体量子点在生物领域的应用研究,其反应机理如图2-1所示。
水溶性锗掺杂硫化镉量子点(Ge:CdSd-dots)的合成方法
在室温下采用一步法合成水溶性Ge-dopedCdSd-dots。具体步骤如下:
(1)首先配制3.5×10-3mol/L的Na2GeO3溶液,将0.183gGeO2加入0.2mol/L的NaOH溶液中,搅拌反应过夜。
(2)取10mL的1.0×10-2mol/LCdCl2溶液和2.8mL的3.5×10-3mol/LNa2GeO3溶液混合加入到100mL锥形瓶中,再加入10mL,1.0×10-2ML-Cys溶液,接着用1.0mol/LNaOH溶液调节体系的pH至7.0,在高速搅拌条件下逐渐滴入20mL新制的5×10-3mol/LNa2S溶液,搅拌反应9h。得到亮黄色溶液用乙醇沉淀、离心分离,真空干燥得到固体粉末。
水溶性锗掺杂硫化镉量子点(Ge:CdSd-dots)的形貌与尺寸表征
采用透射电子显微镜(TEM)来表征材料的形貌,结果如图2-6所示。图2-6A,B分别为CdSQDs与Ge:CdSd-dots的TEM图和粒径分布图。在透射电子显微镜下可观察到CdSQDs与Ge:CdSd-dots粒径分布均匀,平均粒径分别在12±3nm和9±2nm,即掺杂锗后,量子点粒径变小。
图2-8A是Ge:CdSd-dots和CdS量子点的X-射线衍射(XRD)图谱,根据XRD的衍射峰,可以判断合成的掺杂量子点为闪锌矿结构,图2-8B为Ge:CdSd-dots的HRTEM图,从图中可看出其粒径大约为8.5nm,具有良好分散性。晶格条纹插入图还显示掺杂量子点具有清晰的晶格条纹,掺杂量子点结晶性良好,晶格间距对应了晶面。拉曼光谱是分析纳米材料结构的有效方法,为了进一步证明所制备的掺杂量子点的结构,我们采用拉曼光谱对所合成的掺杂量子点进行了表征,图2-8C中显示峰位置为248.5cm-1和300cm-1,分别对应Ge-S和Cd-S键的拉曼特征吸收峰,进一步证明了锗已成功掺杂进入CdS纳米晶中。
量子点定制产品目录:
CdS修饰CdSe量子点液溶胶
多巴胺修饰氧化钼量子点
硅基配体修饰全无机钙钛矿量子点
透明质酸修饰量子点纳米粒子
万古霉素修饰黑磷量子点抗菌剂
邻苯二胺修饰荧光碳点(CDs-OPD)
2-己基癸酸修饰全无机钙钛矿量子点材料
透明质酸修饰铈纳米量子点
PEI修饰量子点(PEI-QDs)
透明质酸修饰氟化石墨稀量子点
FAX修饰金属卤素钙钛矿量子点
多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)修饰CdSe/CdS/ZnS核壳量子点
羧基修饰碳量子点
碲化锌修饰掺铜硒化锌量子点
Cu离子掺杂的ZnSe量子点(quhaitumdots,QDs)
锰掺杂硫化锌量子点
ZnS量子点修饰石墨烯纳米复合材料
厂家:上海金畔生物科技有限公司