專利名稱：一種含羧基水溶性CdSeS量子點(diǎn)的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由疏水性的CdSeS量子點(diǎn)經(jīng)硅包層制備成含羧基的親水性CdSeS 量子點(diǎn)的制備方法。
背景技術(shù)：
量子點(diǎn)(quantum dots, QDs)又稱半導(dǎo)體納米微晶(semiconductor nanocrystal)，是一種由II-VI族或III-V族元素組成的納米微晶。量子點(diǎn)的超微尺寸導(dǎo) 致了一種量子尺度效應(yīng)，賦予了其獨(dú)特的電子學(xué)和光學(xué)性質(zhì)。量子點(diǎn)在光的激發(fā)下，可發(fā)射 比傳統(tǒng)熒光物質(zhì)更加優(yōu)越的熒光，其光學(xué)性質(zhì)使量子點(diǎn)具有及廣泛的應(yīng)用。量子點(diǎn)由于其 大小不同或組成不同即可發(fā)出不同顏色的熒光，而且可以用單一波長(zhǎng)的光去激發(fā)多種不同 顏色的量子點(diǎn)，與傳統(tǒng)的有機(jī)熒光物質(zhì)相比，具有良好的光譜性能，近年來(lái)已經(jīng)引起人們的 廣泛關(guān)注，特別是帶有官能團(tuán)的水溶性量子點(diǎn)，在生物化學(xué)，生物細(xì)胞學(xué)，分子生物學(xué)等研 究領(lǐng)域顯示了極為廣泛的應(yīng)用前景。Nie等利用巰基與Si原子之間的配位作用實(shí)現(xiàn)CdSe/ ZnS QDs表面與巰基乙酸(thioglycolic acid, TGA)的連接，極性的羧基使QDs具有水溶 性，且自由羧基可與各種生物分子(如蛋白質(zhì)、肽、核酸等)共價(jià)連接。Mitchell等先將QDs 與3-巰基丙酸(3-mereaptopropionic acid, MPA)連接，再與4-( 二甲基羧基).吡啶絡(luò) 合，QDs的親水性大幅度增加，這種方法每次可制備數(shù)克的QDs，但TGA并不是很穩(wěn)定，容易 從QDs表面脫附，從而導(dǎo)致QDs團(tuán)聚和沉淀。Alivisatos等用3_(巰基丙基)三甲氧基硅 烷重新分散Τ0Ρ0保護(hù)的ZnS或Cd S包覆的Cdk核/殼結(jié)構(gòu)QDs，Τ0Ρ0分子被取代下來(lái)， 再將溶液調(diào)為堿性，使甲氧基硅烷水解，便在QDs表面形成了一層二氧化硅/硅氧烷的殼， 使QDs具有較好的水溶性，在水溶液或緩沖液中很穩(wěn)定，且仍能保持較高的量子產(chǎn)率；然后 用雙功能的甲氧基化合物(如羧基丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基丙基脲)進(jìn)一步反應(yīng)，便可 與生物分子偶聯(lián)。這種方法制備的QDs具有一定的穩(wěn)定性，但每次實(shí)驗(yàn)僅能得到微克量級(jí) 的QDs，在中性pH值條件下，QDs表面殘留的硅氧基經(jīng)常會(huì)形成凝膠或沉淀。我們采用帶有 氨基的硅烷偶聯(lián)劑，在量子點(diǎn)表面形成帶有二氧化硅/硅氧烷的殼，并且將羧基引入之中， 不僅保障了量子點(diǎn)的穩(wěn)定性和光譜性質(zhì)，同時(shí)可以進(jìn)行各種功能化并與生物大分子進(jìn)行偶 聯(lián)。應(yīng)用涉及生物分子、細(xì)胞和活體成像等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用疏水性CdSeS量子點(diǎn)，酸酐和帶有氨基的硅烷偶聯(lián)劑為原料，溶于有 機(jī)溶劑中，反應(yīng)一段時(shí)間，將溶劑蒸干，在堿性水溶液中，加入Na2SiO3,常溫方法反應(yīng)制得含 羧基的親水性硅包層CdSeS量子點(diǎn)。本發(fā)明所述的量子點(diǎn)包括波長(zhǎng)范圍為490-640nm的CdSeS量子點(diǎn)，如510nm， 564nm, 620nm 的 CdSeS 量子點(diǎn)。本發(fā)明所述的含氨基的硅烷偶聯(lián)劑為(3-氨丙基)三乙氧基硅烷，(3-氨丙基)三 甲氧基硅烷，N- (2-氨乙基)-3-羧基丙基甲基二甲氧基硅烷，N- (2-氨乙基)-3-羧基丙基三甲氧基硅烷，(3-氨丙基)甲氧基二乙氧基硅烷。本發(fā)明所使用的酸酐包括馬來(lái)酸酐，丁二酸酐，戊二酸酐等有機(jī)酸酐。本發(fā)明所述的緩沖劑為NaHCO3,或者Na2HPO4溶液。該發(fā)明簡(jiǎn)單易行，重復(fù)性好，得到的量子點(diǎn)穩(wěn)定性高，質(zhì)地均勻，熒光強(qiáng)度高，熒光 壽命長(zhǎng)。硅包層同時(shí)起到了無(wú)毒化作用，并且由于引進(jìn)了羧基，可作為一種生物熒光探針應(yīng) 用于生物醫(yī)學(xué)的多方面領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式由疏水性的CdSeS量子點(diǎn)經(jīng)硅包層制備成含羧基的親水性CdSeS量子點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)步 驟如下具體實(shí)例1 (1)在25ml的圓底燒瓶中加入疏水性的CcKeS (波長(zhǎng)為M2nm)量子點(diǎn)2. Omg，加 入(3-氨丙基)三甲氧基硅烷200ul，馬來(lái)酸酐0. 147g和氯仿5ml。封閉，避光，室溫?cái)嚢?2h。(2)在50°C溫度下，蒸去體系中的氯仿，轉(zhuǎn)移的IOOml的三角瓶中，加入濃度 60mmol/L的Na2SiO3, 35ml，封閉，避光，室溫?cái)嚢?天。反應(yīng)完成，得到透明的含羧基的CdSeS 量子點(diǎn)水溶液。具體實(shí)例2:(1)在25ml的圓底燒瓶中加入疏水性的CcKeS (波長(zhǎng)為512nm)量子點(diǎn)2. Omg，加 入(N-(2-氨乙基)-3-羧基丙基甲基二甲氧基硅烷200ul，丁二酸酐0. 168g和氯仿5ml。封 閉，避光，室溫?cái)嚢璩亍?2)在50°C溫度下，蒸去體系中的氯仿，轉(zhuǎn)移的IOOml的三角瓶中，加入濃度 60mmol/L的Na2SiO3, 35ml，封閉，避光，室溫?cái)嚢?天。反應(yīng)完成，得到透明的含羧基的CdSeS 量子點(diǎn)水溶液。
權(quán)利要求
1.一種含羧基水溶性CdSeS量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于，將疏水性的CdSeS量子 點(diǎn)，包裹一層硅烷偶聯(lián)劑，然后在緩沖劑的作用下，再包上硅層以確定生成量子點(diǎn)的無(wú)毒 性，最終轉(zhuǎn)化成帶有羧基的親水性的量子點(diǎn)。反應(yīng)溫度為室溫，PH為8-10。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含羧基水溶性CdSeS量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于， 所使用的量子點(diǎn)為多種波長(zhǎng)的CdSeS量子點(diǎn)，波長(zhǎng)范圍從490到640nm，包括510nm，564nm, 620nmo
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含羧基水溶性CdSeS量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于， 所使用的含羧基的硅烷偶聯(lián)劑為(3-氨丙基)三乙氧基硅烷，(3-氨丙基)三甲氧基硅烷， N- (2-氨乙基)-3-羧基丙基甲基二甲氧基硅烷，N- (2-氨乙基)-3-羧基丙基三甲氧基硅 烷，(3-氨丙基)甲氧基二乙氧基硅烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含羧基水溶性CdSeS量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于，所 用的緩沖劑為NaHCO3,或者Na2HPO4溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含羧基水溶性CdSeS量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于，使 用的酸酐為馬來(lái)酸酐，丁二酸酐，戊二酸酐等有機(jī)酸酐。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含羧基水溶性CdSeS量子點(diǎn)的制備方法。本方法采用疏水性CdSeS量子點(diǎn)，有機(jī)溶劑和帶有羧基的硅烷偶聯(lián)劑為原料，在堿性水溶液中，常溫方法反應(yīng)制得含羧基的親水性硅包層CdSeS量子點(diǎn)。該方法簡(jiǎn)單易行，重復(fù)性好，得到的量子點(diǎn)穩(wěn)定性高，質(zhì)地均勻，熒光強(qiáng)度高，熒光壽命長(zhǎng)。硅包層同時(shí)起到了無(wú)毒化作用，并且由于引進(jìn)了羧基，可作為一種生物熒光探針應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)的多方面領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C09K11/88GK102093894SQ20091022919
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者曹世東, 沙印林, 謝偉, 趙國(guó)鋒, 鄭超 申請(qǐng)人:天津游瑞量子點(diǎn)技術(shù)發(fā)展有限公司