量子点材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及材料合成领域，尤其涉及量子点材料的制备方法。量子点材料的制备方法，包括：取厌氧菌接种于第一培养体系，好氧培养，得到菌液；取上述菌液接种于第二培养体系，好氧培养，离心，得到菌泥；取上述菌泥、水溶性二价镉盐、水溶性亚硒酸盐，于第三培养体系中混合，厌氧培养，得到菌体；取上述菌体超声粉碎后，溶解菌体，离心收集沉淀物，获得所述量子点材料；上述第一培养体系、第二培养体系、第三培养体系包括培养基或培养液；上述第一培养体系、第二培养体系、第三培养体系可以相同，可以不相同。本发明专利技术旨在研发一种高效、简便的调控bio

【技术实现步骤摘要】
量子点材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及材料合成领域，尤其涉及量子点材料的制备方法。

技术介绍

[0002]量子点(QDs)是一种具有独特光电性质和较小粒径的纳米材料，被广泛应用于生物成像、检测、太阳能电池以及发光二极管制造等领域。目前，人们通常采用化学制备方法制备量子点。这种方法虽然能实现量子点的高效、可控合成，但同时也具有能耗高、反应条件苛刻(需高温高压)、产生二次污染等缺点。因此化学方法合成的量子点普遍生产成本较高，限制了其大规模应用。
[0003]近年来，利用微生物细胞合成量子点的方法引起了广泛关注，被认为是一种比化学制备方法更具发展前景的替代方法。人们已经利用多种生物体作为“生物工厂”成功制备了一系列基于镉(Cd)、铜等重金属的生物量子点(Bio
‑
QDs)。然而，由于生物代谢过程复杂且难以控制，导致所获得bio
‑
QDs的成分复杂，其光电性能无法与化学合成的QDs相媲美。另外，由于用于QDs合成的重金属离子具有较强的生物毒性，微生物活性往往受到抑制，导致bio
‑
QDs合成慢且产率低。
[0004]目前已有的微生物制备方法主要是利用细菌在好氧环境下将Cd
2+
和SeO
32
‑
体通过胞内代谢过程转化为CdS
x
S
e1
‑
x
。例如，大肠杆菌(E.coli)可利用胞内的谷胱甘肽(GSH)将SeO
32
‑
还原转化为有机硒，进而与Cd
2+
螯合形成CdSe复合物，同时部分Cd
2+
直接与GSH等还原性生物分子结合形成CdS。GSH等生物分子在bio
‑
QDs合成过程中发挥着关键作用。因此，现有的调控方法主要集中在如何提高GSH等生物分子的合成，但却忽略了对其消耗过程进行调控。实际上，bio
‑
QDs合成过程中高浓度重金属离子会诱导细胞发生氧化应激从而大量消耗GSH等还原性生物分子，而这正是造成胞内GSH浓度难以提高、bio
‑
QDs合成效率低的重要潜在原因。
[0005]针对上述问题，研究者尝试采用了基因工程、代谢调控以及环境刺激等多种手段来调控bio
‑
QDs合成。然而，这些调控方法无法从根本上解决细胞代谢和合成能力受抑制的问题，因此bio
‑
QDs的合成效率依然较低，其性能仍有待提高。高活性bio
‑
QDs的大规模、快速、可控合成仍是当前面临的关键挑战。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了量子点材料的制备方法。本专利技术旨在研发一种高效、简便的调控bio
‑
QDs合成的新方法，实现高性能bio
‑
QDs的快速、可控、大规模合成，本专利技术提出了一种通过调节氧气浓度来调控CdS
x
Se1‑
x
bio
‑
QDs合成过程的新方法，我们发现与常规的好氧培养体系相比，微生物在厌氧培养条件下不仅GSH等生物分子的消耗显著减少而且其合成速率也得到大幅提升，同时微生物的活性也显著提高，从而可实现bio
‑
QDs的快速、高效合成。
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了量子点材料的制备方法包括以下步骤：
[0009]S1：取厌氧菌接种于第一培养体系，好氧培养，得到菌液；
[0010]S2：取上述菌液接种于第二培养体系，好氧培养，离心，得到菌泥；
[0011]S3：取上述菌泥、水溶性二价镉盐、水溶性亚硒酸盐，于第三培养体系中混合，厌氧培养，得到菌体；
[0012]S4：取上述菌体超声粉碎后，溶解菌体，离心收集沉淀物，获得上述量子点材料；
[0013]上述第一培养体系、上述第二培养体系、上述第三培养体系包括培养基或培养液；
[0014]上述第一培养体系、上述第二培养体系、上述第三培养体系可以相同，可以不相同。
[0015]在本专利技术的一些实施方案中，上述制备方法中上述培养基或培养液包括LB和/或M9，pH为6.8～7.2。
[0016]在本专利技术的一些实施方案中，上述制备方法中上述培养基或培养液包括LB和/或M9，pH为7.0。
[0017]在本专利技术的一些实施方案中，上述制备方法S1和S2中上述好氧培养的时间为12h。
[0018]在本专利技术的一些实施方案中，上述制备方法S2中上述菌液与上述第二培养体系的体积比为1:10～100。
[0019]在本专利技术的一些实施方案中，上述制备方法S3中上述厌氧的条件通过曝氮气实现，上述曝氮气的时间为20～30min。
[0020]在本专利技术的一些实施方案中，上述制备方法S3中上述厌氧的条件通过曝氮气实现，上述曝氮气的时间为30min。
[0021]在本专利技术的一些实施方案中，上述制备方法S3中上述水溶性二价镉盐包括氯化镉、硫酸镉中的一种或多种；上述水溶性亚硒酸盐包括亚硒酸钠。
[0022]在本专利技术的一些实施方案中，上述制备方法S3中上述厌氧培养的时间为40～240min，温度为35～37℃，湿度为50～70％。
[0023]在本专利技术的一些实施方案中，上述制备方法S3中上述厌氧培养的温度为37℃。
[0024]在本专利技术的一些实施方案中，上述制备方法S3中上述厌氧培养的时间为40min。
[0025]在本专利技术的一些实施方案中，上述制备方法S3中上述厌氧培养的时间为240min。
[0026]在本专利技术的一些实施方案中，上述制备方法S3中上述厌氧培养的湿度为50％。
[0027]在本专利技术的一些实施方案中，上述制备方法S3中上述厌氧培养的湿度为60％。
[0028]在本专利技术的一些实施方案中，上述制备方法S3中上述厌氧培养的湿度为70％。
[0029]在本专利技术的一些实施方案中，上述制备方法S4中上述超声粉碎的时间为5～10min，频率为200～400Hz。
[0030]在本专利技术的一些实施方案中，上述制备方法S4中上述超声粉碎的时间为5～10min，频率为200Hz。
[0031]在本专利技术的一些实施方案中，上述制备方法S4中上述溶解菌体的溶菌酶包括蛋白酶K，上述蛋白酶K的终浓度为100～150μg/mL，酶活力为1000U/g。
[0032]在本专利技术的一些实施方案中，上述制备方法S4中上述溶解菌体的溶菌酶包括蛋白酶K，上述蛋白酶K的终浓度为100μg/mL，酶活力为1000U/g。
[0033]在本专利技术的一些实施方案中，上述制备方法S4中上述溶解菌体的溶解温度为37
℃，时间为30min。
[0034]本专利技术提供了量子点材料的制备方法包括以下步骤：
[0035]S1：取厌氧菌接种于第一培养体系，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.量子点材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：取厌氧菌接种于第一培养体系，好氧培养，得到菌液；S2：取所述菌液接种于第二培养体系，好氧培养，离心，得到菌泥；S3：取所述菌泥、水溶性二价镉盐、水溶性亚硒酸盐，于第三培养体系中混合，厌氧培养，得到菌体；S4：取所述菌体超声粉碎后，溶解菌体，离心收集沉淀物，获得所述量子点材料；所述第一培养体系、所述第二培养体系、所述第三培养体系包括培养基或培养液；所述第一培养体系、所述第二培养体系、所述第三培养体系可以相同，可以不相同。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述培养基或培养液包括LB和/或M9，pH为6.8～7.2。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，S1和S2中所述好氧培养的时间为12h。4.如权利要求1至3任一项所述的制备方法，其特征在于，S2中所述菌液与所述第二培养体系的体积比为1:10～100。5.如权利要求1至4任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文卫，王雪萌，柳后起，陈琳，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：