[發明專利]一種無鎘核殼結構量子點及其制備方法、水溶性量子點以及熒光標記試劑

有效

• 申請號: 202110241748.0
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113061437B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 單玉亮;喬登清;曹佳佳;楊涵妮;曹越峰;趙叔陽;張思源
• 申請（專利權）人: 蘇州星爍納米科技有限公司
• 主分類號: C09K11/88
• 分類號: C09K11/88;C09K11/02;G01N21/64;A61K49/00;B82Y30/00
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本申請提供一種無鎘核殼結構量子點及其制備方法、水溶性量子點以及熒光標記試劑，無鎘核殼結構量子點包括核體以及包覆于所述核體外的過渡殼層，所述過渡殼層靠近所述核體一側不含銅元素，遠離所述核體一側包含銅元素和硒元素，從而更容易獲得量子效率高、發射波長可調范圍寬的無鎘核殼結構量子點。

技術領域

本申請屬于量子點技術領域，具體涉及一種無鎘核殼結構量子點及其制備方法、水溶性量子點以及熒光標記試劑。

背景技術

量子點(quantum dots)，又稱半導體納米晶體，是一種新型的半導體納米材料，尺寸在1-20nm。與傳統的有機熒光染料相比，量子點具有許多優異的光學性能，在生物學、醫學領域顯示出廣闊的應用前景。尤其是近年來發展起來的近紅外熒光量子點，其對組織具有強的穿透力，特別適合于體內非侵入性可視化成像。

量子點想要實現在生物體內成像使用，最重要的一點就是不能產生毒性、破壞正常細胞。含鎘量子點由于解離或存在于表面的鎘離子而具備細胞毒性，限制了其在活體成像中的應用。無鎘量子點，尤其以InP為代表，近年來發展迅速，引起了越來越多科研工作者的關注。目前，近紅外InP的合成方法主要有連續生長法與核體摻雜法。其中，連續生長法中很難制備獲得高發射波長的量子點，現有技術為了實現800nm發射波長，需要很長的反應時間，且消耗大量的原材料；核體摻雜法通過在InP核體中摻雜銅離子實現大波長，但所得到的量子點的量子效率低。這兩種制備方式極大限制了近紅外InP的實際應用。因此，亟需優化近紅外無鎘量子點的合成方式，提升發射波長、提高量子效率，以推動其更快實現商業化。

發明內容

針對上述技術問題，本申請提供一種無鎘核殼結構量子點，包括核體以及包覆于所述核體外的過渡殼層，所述過渡殼層靠近所述核體一側不含銅元素，遠離所述核體一側包含銅元素和硒元素。

進一步地，所述無鎘核殼結構量子點的發射波長在650～1200nm。

進一步地，所述過渡殼層包括第一殼層，所述第一殼層靠近所述核體且不含銅元素，所述第一殼層與所述核體的摩爾比為0.1～8；

優選地，所述第一殼層包含硒化鋅。

進一步地，所述銅元素與所述核體的摩爾比為0.1～2。

進一步地，還包括位于所述過渡殼層外的第二殼層，所述第二殼層包含ZnSe、ZnS、ZnSeS或ZnO中的至少一種。

本申請還包括一種水溶性量子點，包括上述的無鎘核殼結構量子點，以及在所述無鎘核殼結構量子點表面修飾的水溶性配體。

本申請還包括一種熒光標記試劑，包括上述的水溶性量子點。

本申請還包括一種無鎘核殼結構量子點的制備方法，包括步驟：

S1、提供初始量子點，所述初始量子點包括核體；

S2、在所述初始量子點上形成過渡殼層，所述過渡殼層靠近所述核體一側不含銅元素，遠離所述核體一側包含硒元素和銅元素。

進一步地，在140～340℃下向所述初始量子點中加入銅前體、硒前體，以形成過渡殼層；

優選地，所述銅前體包括鹵代銅和/或脂肪酸銅。

進一步地，在所述步驟S2之后還包括步驟：

S3、在140～340℃下，加入第二殼層前體，以在所述過渡殼層上形成第二殼層。

有益效果：

(1)本申請的無鎘核殼結構量子點包括核體以及依次包覆于所述核體外的第一殼層、過渡殼層，所述過渡殼層包含銅元素和硒元素，第一殼層包含ZnSe，從而更容易獲得量子效率高、發射波長可調節性強的無鎘核殼結構量子點。