[發明專利]一種尺寸可控合成MSe(M=Cd,Pb)納米晶體的方法

無效

• 申請號: 201010192141.X
• 申請日: 2010-05-31
• 公開（公告）號: CN101871127A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 龐代文;崔然;谷亦平;田智全;張志凌
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: C30B29/46
• 分類號: C30B29/46;C30B7/14
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明涉及一種通過調控生化反應來可控合成MSe(M＝Cd，Pb)納米晶體的制備方法，屬于生物、化學及材料科學領域。

背景技術

近年來，II-VI族量子點在檢測、分離、診斷、示蹤、成像等生物醫學領域獲得廣泛應用。如何在綠色溫和的條件下得到納米材料的同時，控制好納米材料的形貌和性能是該領域備受關注的焦點。通常實際應用需要的量子點，制備方法中通常都采用了極其危險且昂貴的金屬有機化合物原料或復雜、難以控制的操作方法。

1989年Steigerwald報道了將Cd(CH₃)₂和(TMS)₂E(TMS為三甲基甲硅烷基；E＝S，Se，Te)在不同溶劑中混合制備CdE的方法，反應經歷了脫烷基硅的過程。在此之后，Murray[43]報道了一種用有機金屬試劑在熱的氧化三正辛基膦(TOPO)溶劑中裂解制備高質量、單分散(±5％)II-VI?QDs的方法，其中重點研究了CdSe?QDs的合成。，由于Cd(CH₃)₂、Zn(CH₃)₂等金屬有機物劇毒、不穩定、易爆炸，因此，用它們作原料極其危險，需要的設備條件苛刻。

在此之后，Peng等報道了用CdO代替Cd(CH₃)₂，采用己基膦酸(HPA)或十四烷基膦酸(TDPA)/TOPO二組分溶劑合成II-VI型QDs的方法。實驗結果表明，用CdO作鎘前體，可以重復性地單罐合成高質量納米粒子，如CdSe，CdTe，CdS等。而且，由于Cd-HPA/TDPA復合物相對較高的穩定性，采用這種方法，最初的成核作用可以推遲倒數百秒以后，這就使得它在實際操作中有幾點重要優點：例如注射溫度可以降低，合成的重復性好；最初的成核作用可以延長；并且CdO既不自燃，也不易爆炸，因此，可以大量地使用反應原料，這就使得工業規模的合成成為可能。

金屬化合物/元素有機物路線中的另一種方法是利用單一的金屬-E鍵(E＝S，Se等)已經存在的前體作反應物。Trindade和O’Brien發，在TOP中熱分解[CdE₂CNR1R₂]₂，特別是空氣穩定的不對稱基取代物可以有效地進行II-VI型QDs的制備。，但是，由于前體均需自己合成，所以要得到產物量子點，需要多步合成程序，比較麻煩。

如何實現納米材料的可控性一直是材料合成過程中的難題。在生物標記中，納米材料所必需的性質取決于材料的組成，尺寸，形狀，結晶度以及結構。如果能夠實現對以上這些參數的控制，即實現納米材料的可控性，就能夠隨心所欲地控制材料的特性，從而得到各種理想的材料。目前研究較多的是使用熱力學的方法即經典結晶理論來控制材料的結晶過程。這種基于Gibbs-Thompson公式的經典結晶理論模型被大量文獻廣泛引用，但是越來越多的人發現這種經典的結晶理論與實際結果有一些較大的出入，在納米尺度尤甚。因此，有必要尋找更適合的方法來解決這一難題。

生物體以及生物體內的各種高效專一的生化反應則是實現生物標記材料可控性的很好的平臺。生物化學反應是指涉及到生物分子的與生命活動有關的化學反應。在各種生化反應過程中，細胞成分和生物分子都遵循指導所有物質化學反應的原理，生物分子參與的生化反應過程和生命活動最終都可以用這些化學原理來解釋。因此可以針對生化反應特點，根據由多個生化反應所構成的反應途徑或通路以及所涉及反應的熱力學、動力學等不同的原理進行設計，從而有目的的對其加以調節和控制，甚至對多個不同反應途徑進行調控，實現所期望的、原本不可能發生的反應，從而達到對材料的特性的控制。

上述各種金屬化合物/元素有機物路線的方法中，雖然已經可以用CdO、Cd(Ac)₂等無機化合物制備出高質量的裸量子點，但是通常所使用的II-VI族量子點的制備基本上仍然要用Cd(CH₃)₂、Zn(CH₃)₂等有機金屬化合物作原料，并且都需要較為苛刻的反應條件，所以如果能夠將這些方法進行改進，選擇價格低廉、性質穩定的原料，在相對綠色、安全、溫和的條件下可控地制備所需的納米材料，無疑將具有重要意義。

發明內容

針對上述不足，本發明提供一種在綠色溫和的條件下尺寸可控地合成MSe(M＝Cd，Pb)納米晶體的方法。