基于CdTe量子点、烯丙基罗丹明B的功能荧光微球的制备及性能研究

发布时间：2017-11-10 21:33

  本文关键词：基于CdTe量子点、烯丙基罗丹明B的功能荧光微球的制备及性能研究

  更多相关文章： CdTe量子点 微凝胶 聚硅氧烷微球 静电吸附 无皂乳液聚合 表面接枝聚合

【摘要】：生物荧光标记技术在生命科学、医学及相关交叉领域具有广泛的应用。当前,使用最为广泛的生物荧光标记材料主要包括有机荧光染料、荧光蛋白、半导体量子点和稀土纳米发光材料等。为了进一步拓展这些材料的应用,例如癌细胞筛查、生物标记和荧光免疫检测,通常需要进一步赋予这些材料以化学反应性和刺激响应性。在此背景下,本研究从荧光探针(巯基乙胺包覆CdTe量子点和烯丙基罗丹明B)与被复合微球的不同相互作用出发,采用不同的合成方法分别构建了掺杂有巯基乙胺包覆CdTe量子点的poly(NIPAM-co-AA)复合微凝胶{CdTe/poly(NIPAM-co-AA)}和接枝有烯丙基罗丹明B的聚硅氧烷微球(悬挂型聚硅氧烷荧光微球)。研究工作包括下列四个方面：(1)以油酸为配体,液体石蜡为溶剂,采用高温注射法合成了油酸包覆的CdTe量子点,探讨了不同反应时间对产物荧光性能的影响,以及量子点在不同浓度下和溶剂中的荧光变化规律。实验结果表明,随着反应时间的延长,量子点的荧光颜色从绿光过渡到红光,且荧光发射峰窄；紫外可见吸收光谱的红移表明量子点的粒径逐渐增大。此外,对CdTe量子点在三种不同溶剂中的吸光度进行测量比较,发现其在正已烷中最大,甲苯其次,氯仿最低。为了更加方便快捷地制备水溶性CdTe量子点,本文采用配体交换的方法成功地将油酸包覆的CdTe量子点转变为巯基乙胺包覆的CdTe量子点(Cys-CdTe QDs)和巯基丙酸包覆的CdTe量子点(MPA-CdTe QDs)。产物荧光性能得到保持。但在随后发现该量子点由于配体交换不彻底和缺少CdS壳层的保护,容易团聚和被氧化,导致其在与poly(NIPAM-co-AA)微凝胶复合时发生荧光淬灭现象。因此,采用水相回流法制备上述两种水溶性量子点成为可能解决这一缺陷的有效途径。(2)采用水相回流法和无皂乳液聚合法分别合成了Cys-CdTe量子点和poly(NIPAM-co-AA)微凝胶。透射电子显微镜(TEM)表明量子点的形貌呈不规则球形,尺寸为几个纳米。X射线衍射(XRD)结果表明,合成得到的CdTe量子点属立方闪锌矿结构。Poly(NIPAM-co-AA)微凝胶粒径分布均一,在光学显微镜下观察到其尺寸为1μm左右。动态光散射粒度分析仪(DLS)测得微凝胶在pH=5时水合动力学粒径为2417nm。红外光谱结果证明了微凝胶为NIP AM和AA的共聚物。(3)在静电作用、氢键以及Cd与羧基的配位键作用下,构建了掺杂有Cys-CdTe QDs的poly(NIPAM-co-AA)复合荧光微凝胶。由于这些作用的存在,当poly(NIPAM-co-AA)微凝胶与粒径为3.2 nm的CdTe量子点按一定比例复合后,其粒径由原来的2417 nm减小为1531 nm。此外,随着复合微凝胶中CdTe量子点含量的减少,紫外可见吸收光谱和荧光发射光谱均发生蓝移,说明CdTe量子点的尺寸在减小,且CdTe量子点的相对含量越高尺寸减小得越慢,这是羧基对CdTe量子点表面刻蚀程度达到饱和所致。根据两种不同量子点的不同混和配体,可以得到不同荧光强度和发射波长的CdTe/poly(NIPAM-co-AA)复合微凝胶。此外CdTe/poly(NIPAM-co-AA)复合微凝胶具有可逆的温度敏感性荧光发射行为：温度升高,荧光强度下降且发生红移；反之则相反。(4)以罗丹明B为原料,采用亲核取代的方法合成了烯丙基罗丹明B,以乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)为原料采用溶胶凝胶法制得了聚乙烯基硅氧烷微球。聚乙烯基硅氧烷微球粒径均一,尺寸约为1 μm。红外光谱表明其含有双键。随后,采用表面接枝聚合的方法制备了带有-COOH和烯丙基罗丹明B的悬挂型聚乙烯基硅氧烷荧光微球。悬挂型聚乙烯基硅氧烷微球的荧光强度可以通过改变AA、烯丙基罗丹明B和引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)的加入量来调节。扫描电子显微镜(SEM)结果表明,接枝前后聚硅氧烷微球表面由光滑变得粗糙,粒径未发生明显变化。荧光显微镜结果显示微球发射较为强烈的荧光。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.3

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;Novel Strategy for Synthesis of High Quality CdTe Nanocrystals in Aqueous Solution[J];Chemical Research in Chinese Universities;2008年01期

2 ;Transferring CdTe Nanoparticles from Liquid Phase to Polyvinylpyrrolidone Nanofibers by Electrospinning and Detecting Its Photoluminescence Property[J];Chemical Research in Chinese Universities;2008年04期

3 ;Controlled Synthesis of Nanoscale CdTe Urchins[J];Chemical Research in Chinese Universities;2009年02期

4 ;Temperature-dependent photoluminescence of highly luminescent water-soluble CdTe quantum dots[J];Chinese Chemical Letters;2009年08期

5 王龙;黄整;麻焕峰;强伟荣;潘敏;;First Principle Calculation for the Electronic Bands and Absorption of CdTe_(1-x)Sb_x[J];Journal of Southwest Jiaotong University(English Edition);2010年04期

6 王美平;傅开;林金辉;;Characteristics of CdTe nanocrystals synthesized by a Na_2TeO_3 source[J];半导体学报;2011年05期

7 ;Synthesis of CdTe/SiO_2 Composites and Their Fluorescence Properties[J];Chemical Research in Chinese Universities;2011年04期

8 ;An alternative aqueous synthetic route to preparing CdTe quantum dots with tunable photoluminescence[J];Chinese Chemical Letters;2012年03期

9 徐飞;彭瑞伍;丁永庆;;Growth Kinetic Studies for MOCVD CdTe and HgCdTe Epilayers on GaAs Substrates[J];Rare Metals;1992年01期

10 ;Evaporated Thin Films of CdS and CdTe: Optimization for Photovoltaic Applications[J];Journal of Materials Science & Technology;1996年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 周咏东;方家熊;靳秀芳;王继元;汤定元;;CdTe的溅射生长及其对n-HgCdTe光导器件的表面钝化[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年

2 彭娟娟;王雷;刘正文;何佑秋;;光谱法研究CdTe量子点与糜蛋白酶的相互作用(英文)[A];第六届全国化学生物学学术会议论文摘要集[C];2009年

3 郭轶;孙卓;徐跃;徐力;;CdTe荧光量子点标记碱性蛋白酶[A];第十一次中国生物物理学术大会暨第九届全国会员代表大会摘要集[C];2009年

4 陈国良;周剑章;林仲华;张彦;韩雅娟;;碱性体系中CdTe电沉积和剥离过程的电化学性能研究[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集（下集）[C];2005年

5 ;pH-sensitive Photoluminescence for Aqueous Thiol-capped CdTe Nanocrystals[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年

6 ;Homogeneous Fluorescence-Based Immunoassay via Inner Filter Effect of Gold Nanoparticles on Fluorescence of CdTe Quantum Dots[A];中国化学会第28届学术年会第9分会场摘要集[C];2012年

7 张虎成;李方方;杜可禄;李艳君;刘志刚;王键吉;;甘油-水混合溶剂中离子液体对纳米结构CdTe的调控合成[A];河南省化学会2012年学术年会论文摘要集[C];2012年

8 张虎成;李方方;杜可禄;李艳君;刘志刚;王键吉;;功能化离子液体对CdTe发光性能的调控作用研究[A];中国化学会成立80周年第十六届全国化学热力学和热分析学术会议论文集[C];2012年

9 李萍萍;刘绍璞;刘忠芳;何佑秋;;GSH-CdTe量子点作探针荧光法检测原卟啉钠[A];第十七届全国分子光谱学学术会议论文集[C];2012年

10 李银萍;李保新;;体系中包被试剂对CdTe QDs荧光的增强作用[A];中国化学会第十届全国发光分析学术研讨会论文集[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 李军;发光CdTe纳米晶的合成、组装、复合及应用[D];吉林大学;2004年

2 余雪娇;CdTe、Zn_xCd_(1-x)Se和碳量子点的合成及其应用研究[D];北京化工大学;2014年

3 王红玉;表面等离激元增强的CdTe量子点荧光特性研究[D];南京大学;2016年

4 魏芳弟;基于量子点表面分子印迹技术的多通道快速测定神经递质[D];南京医科大学;2016年

5 赵奎;水溶性CdTe纳米晶的合成及表面性质研究[D];吉林大学;2007年

6 薛梅;基于水溶性CdTe纳米晶功能荧光探针的设计、合成及分析应用[D];山东师范大学;2012年

7 吕斌;CdTe薄膜电池器件制备及相关材料研究[D];南京大学;2012年

8 李倩;电化学沉积法制备CdTe/CdS薄膜太阳能电池及性能研究[D];吉林大学;2014年

9 金丽;CdTe量子点的合成、表面修饰及其在生物医学方面的应用[D];吉林大学;2009年

10 杨瑞龙;高转化效率CdTe薄膜太阳能电池研究与制备[D];中国科学技术大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 宋国龙;水溶性CdTe量子点的合成及其用作生物荧光指示剂的研究[D];浙江理工大学;2016年

2 詹庆玲;碲化镉（CdTe）介导的细胞凋亡信号通路研究[D];东南大学;2015年

3 王莹;CdTe量子点对棕鞭藻Ochromonas danica生物有效性与毒性的研究[D];南京大学;2014年

4 吴涛;Ⅱ-Ⅵ族半导体CdTe低维量子结构的光电性质研究[D];南京大学;2016年

5 罗昊;CdTe薄膜的制备和性质研究[D];南京大学;2016年

6 曹晓雯;不同背接触CdTe薄膜太阳电池的稳定性研究[D];中国科学技术大学;2016年

7 蔡宇廷;基于CdTe量子点、烯丙基罗丹明B的功能荧光微球的制备及性能研究[D];中北大学;2016年

8 王环;半胱胺包裹的CdTe量子点的合成及荧光传感应用[D];郑州大学;2016年

9 张志兴;环糊精修饰CdTe量子点荧光探针的制备及其分子识别的研究[D];南京理工大学;2016年

10 冯雪娇;水溶性CdTe量子点与生物分子的偶合作用及机理研究[D];东北师范大学;2009年

，

本文编号：1168440