[發明專利]水溶性近紅外量子點,其制備方法及應用

有效

• 申請號: 201210417040.7
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN103013520A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 蔡林濤;高篤陽;張鵬飛;劉淑慧;胡德紅;盛宗海;龔萍
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: C09K11/88
• 分類號: C09K11/88;C09K11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明涉及半導體納米材料領域，具體涉及一種量子點的制備方法，由此得到的水溶性近紅外CdTeSe/ZnS量子點，及其應用。?

【背景技術】

半導體納米材料(量子點)是由無機半導體材料組成的具有一定晶體結構的納米粒子，具有尺寸依賴的電學和光學性能，被廣泛應用于生物檢測，催化，光電能量轉換等領域。自1998年被用于生物熒光標記以來，量子點作為生物探針已被廣泛應用于分子生物學、醫學診斷學等學科中。?

量子點的另一個應用領域是用于生物醫學活體成像的研究，由于在可見光區(400-650nm)成像存在著諸多問題，如會受到生物組織中內源性物質(黑色素、有氧/無氧血紅蛋白、膽紅素和水等)的吸收、散射等對光學成像的影響。而近紅外區域(650-900nm)的能量不易被生物組織中內源性物質吸收，采用近紅外量子點成像具有更有效穿透組織，靈敏度高等特點，因此近紅外量子點在分子生物學、細胞生物學及醫學診斷學等方面引起了廣泛關注。?

目前，近紅外量子點的波長調節方式主要通過三種途徑實現，1)利用窄禁帶材料，通過粒徑大小調節發射波長；2)利用晶格可伸縮材料，通過核殼材料調節發射波長；3)利用成分組成，通過調節組分含量調節發射波長。?

2006年，Bawendi等(Zimmer，J.P.；Kim，S.W.；Ohnishi，S.；Tanaka，E.；Frangioni，J.V.；Bawendi，M.G.Size?Series?of?Small?Indium?Arsenide-Zinc?Selenide?Core-Shell?Nanocrystals?and?Their?Application?to?In?Vivo?Imaging，J.Am.Chem.Soc.2006，128，2526-2527.)以窄禁帶材料InAs為核，合成了發射范圍在700nm-800nm近紅外量子點，并通過硫辛酸修飾后用于生物成像，Nie?shuming等(Andrew?M.Smith，Aaron?M.Mohs?and?Shuming?Nie，Tuning?the?optical?and?electronic?properties?of?colloidal?nanocrystals?by?lattice?strain，Nature?Nanotechnology，2009，56-63)在油相中高溫制備了CdTe/ZnSe核殼量子點，該?方法通過調節ZnSe殼層厚度，可合成發射波長在650nm-900nm的量子點；2003年，Bailey等(Robert?E.Bailey?and?Shuming?Nie，Alloyed?Semiconductor?Quantum?Dots：Tuning?the?Optical?Properties?without?Changing?the?Particle?Size，J.Am.Chem.Soc.2003，125，7100-7106)通過控制硒和碲的比例，合成了三元近紅外量子點。?

現有技術通過窄禁帶材料(InAs)或者通過殼層壓縮(CdTe/ZnSe)合成的近紅外量子點，是通過核或者殼的生長來調節波長的，會影響量子點的大小，不同大小的量子點具有不同的比表面積，從而會對應用產生一定的影響。?

對量子點的包殼一般采用Peng?xiaogang等(J.Jack?Li，Y.Andrew?Wang，Wenzhuo?Guo，Joel?C.Keay，Tetsuya?D.Mishima，Matthew?B.Johnson，Xiaogang?Peng，Large-Scale?Synthesis?of?Nearly?Monodisperse?CdSe/CdS?Core/Shell?Nanocrystals?Using?Air-Stable?Reagents?via?Successive?Ion?Layer?Adsorption?and?Reaction.Journal?of?the?American?Chemical?Society，2003，125，12567-12575)的連續離子層吸附(SILAR)方法，把前體溶液交替滴入反應容器，達到包殼的目的。?

然而，這種包殼方式過程控制復雜，造成合成的量子點表面存在較多缺陷，而缺陷的增加，會降低量子點的量子產率。此外，這種包殼方法中，加入前體時的溫度通常比較高，為了防止加入的離子自己成核，添加速度很慢，并且加入完成后也需要生長較長的時間。?