[發(fā)明專利]制備水性兼容性納米粒子的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610906337.8
• 申請日: 2009-07-17
• 公開（公告）號: CN107057678B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 奈杰爾·皮克特;馬克·麥克萊恩
• 申請（專利權(quán)）人: 納米技術(shù)有限公司
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/88;C09K11/70;C01B19/04;C01G11/00;C01G9/08;B82Y30/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 李新紅

本發(fā)明涉及一種制備水性兼容性納米粒子的方法。更特別地，本發(fā)明提供一種通過將前修飾配體結(jié)合到納米粒子上去并無需進(jìn)一步的后?結(jié)合修飾以實現(xiàn)納米粒子水性兼容性而制備水性兼容性半導(dǎo)體納米粒子的方法。用這種方法修飾的納米粒子相比于使用需要后?結(jié)合修飾工藝的現(xiàn)有技術(shù)方法制備的水性兼容性納米粒子，可展現(xiàn)出增強(qiáng)的熒光性和穩(wěn)定性。

本申請是PCT國際申請日為2009年7月17日，PCT國際申請?zhí)枮镻CT/GB2009/001777、中國國家申請?zhí)枮?00980136810.7的發(fā)明名稱為《制備水性兼容性納米粒子的方法》的申請的分案申請。

本發(fā)明涉及水性兼容性納米粒子的合成，特別是，但不絕對的，半導(dǎo)體納米粒子，例如核心，核/殼或核/多殼半導(dǎo)體納米粒子，其可大量分散或溶解于液體介質(zhì)中。

熒光有機(jī)分子具有包括光漂白，不同激發(fā)輻射頻率和寬帶放射的缺點。但是，采用量子點半導(dǎo)體納米粒子替代熒光有機(jī)分子可繞過這些不足之處。

半導(dǎo)體納米粒子的大小決定了材料的電子性質(zhì)；作為量子限制效應(yīng)的結(jié)果，帶隙能量是可逆地與半導(dǎo)體納米粒子成比例。不同大小的量子點可用單一波長的光照射而激活，以提供窄帶長的離散熒光放射。進(jìn)一步地，針對納米粒子的體積比的大面積區(qū)域具有對量子點的理化性質(zhì)的極深影響。

包括單一半導(dǎo)體材料的納米粒子通常具有適度的理化穩(wěn)定性和伴隨的相對低的熒光量子效率。這些低量子效率由非放射電子空穴復(fù)合產(chǎn)生，非放射電子空穴復(fù)合在納米粒子表面的缺陷和懸空鍵上產(chǎn)生。

納米核殼粒子包括帶有典型地更寬帶隙和更小晶格尺寸的外延生長在核表面的殼材料的半導(dǎo)體核。該殼消除了核表面的缺陷和懸空鍵，其將載荷子局限入核內(nèi)并遠(yuǎn)離表面態(tài)，這樣可以非放射復(fù)合的中心起作用。最近，半導(dǎo)體納米粒子建構(gòu)學(xué)已經(jīng)進(jìn)一步地發(fā)展到包括核/多殼納米粒子，其中提供帶有兩個或更多殼層的核半導(dǎo)體材料以進(jìn)一步增強(qiáng)納米粒子的物理、化學(xué)和/或光學(xué)性質(zhì)。

核和核/(多)殼半導(dǎo)體納米粒子的表面經(jīng)常具有高度放射性的懸空鍵，其可被適當(dāng)配體的配位作用所鈍化，這些配體例如有機(jī)配位化合物。該配位化合物典型地溶入惰性溶劑或用作納米粒子核生長和/或殼化工藝中的溶劑，這些過程用于量子點的合成。任一方法，配位化合物通過為表面金屬原子提供孤對電子來絡(luò)合量子點的表面，這樣可抑制粒子的聚集，在其周圍化學(xué)環(huán)境中保護(hù)粒子，提供電子穩(wěn)定性并能夠在相對非極性介質(zhì)中傳授溶解度。

量子點納米粒子在水性環(huán)境(如基本含水的介質(zhì))中的廣泛應(yīng)用已被量子點對水性介質(zhì)的不兼容性而限制，該不兼容性是指無法形成量子點分散或溶入水性介質(zhì)的穩(wěn)定系統(tǒng)。因而，已開發(fā)一系列表面修飾工藝以實現(xiàn)量子點水性兼容，例如能均一分散入水中或基本含水的介質(zhì)中的點。

最廣泛應(yīng)用的修飾量子點表面工藝叫做“配體交換”。在核合成和/或殼化工藝中不經(jīng)意地配合到量子點表面的親脂配體分子隨后用一種所選的極性/帶電荷的配位化合物所交換。

一種備選的表面修飾策略將極性/帶電荷的分子或聚合物分子用已配位于量子點表面的配體分子來內(nèi)絡(luò)合(interchelate)。

現(xiàn)有配體交換和內(nèi)絡(luò)合(interchelation)工藝可實現(xiàn)量子點納米粒子與水性介質(zhì)的兼容，但是通常導(dǎo)致更低量子產(chǎn)率和/或相比于相應(yīng)的未修飾量子點的顯著更大尺寸的材料。

本發(fā)明的目的是避免或減輕上述由現(xiàn)有制備水性兼容性納米粒子所帶來的一或更多個問題。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種制備水性兼容性納米粒子的方法，其使用一種摻入了一種納米粒子結(jié)合基團(tuán)和一種增溶基團(tuán)前體的納米粒子結(jié)合配體，該方法包括

a.將增溶基團(tuán)前體轉(zhuǎn)化為增溶基團(tuán)，并且

b.用所述摻入了所述增溶基團(tuán)的所述結(jié)合配體接觸納米粒子，以完成將所述結(jié)合配體結(jié)合到所述納米粒子上。