本发明专利技术涉及荧光光谱可调的水溶性硒化镉量子点的一步制备法，该方法是：将一定配比的硒粉、硼氢化钠和无水乙醇反应后的Ａ溶液加入到一定配比的氯化镉、巯基丙氨酸和水混合成的Ｂ溶液中，在温度为８５～９２℃和时间为１５～１２０ｍｉｎ条件下进行合成反应，在水溶液中制得硒化镉量子点；随后将硒化镉量子点用无水乙醇提纯和洗涤，保存到ｐＨ＝７．４的Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ缓冲液中，制得荧光光谱可调的水溶性硒化镉量子点，然后将其存放在冰箱中，备用。本发明专利技术通过控制硒和氯化镉的摩尔比和反应时间，来调节产物的荧光光谱，操作简单方便、制备周期短、重复性好、条件温和、成本低、且不需要特殊的设备，产物具有水溶性和生物兼容性等优点。
【技术实现步骤摘要】
木专利技术属于无机纳米材料类制备的
，特别涉及一种荧光光谱可调的水溶性硒化 镉量子点的一步制备法。
技术介绍
随着纳米技术的发展，半导体纳米晶体由于其独特的物理和化学特性成为人们研究的热 点。近年來，半导体量子点UIB-VIA或mB-VA族元素组成)由于具有荧光量子产率高、抗 光漂白能力强、激发光谱宽、荧光发射光谱窄且波长随尺寸变化可调等独特的光学性质，使 其广泛的被应用于生物传感器、生物标记及医学诊断等生命科学领域，可见其有广泛的应用 刖景。在IIB-VIA族量子点研究中，硒化镉量子点一直受到人们的热切关注。与其他量子点相 比，硒化镉量子点提供可见光范围的光谱即可满足大多数生物应用。目前已有多种制备硒化镉量子点的方法，其中最主要和最常用的方法是有机相合成法 (Murray, C. B.; Norris， D. J.; Bawendi, M. G.， J. Am. Chen. Soc. 1993, 115, 8706.),即在有机体 系(三辛基氧膦(T0P0)等)中合成，表面被TOTO等修饰，这些物质可阻止量子点的聚集， 得到质量较高的产物，但因为TOPO等在量子点表面形成脂肪族链，这使量子点不易溶于水， 所以此状态的量子点还不能直接应用于水性的生物环境，为了能应用于生物学研究，必须对 其表面进行修饰，使其既具有水溶性，同吋又具备与生物分子偶联的能力。同时，该方法所 需试剂价格昂贵、毒性大、制备条件苛刻等，也限制了其发展与应用。最近研究表明(Wang, Q. B.; Xu, Y.; Zhao, X. H.; Chang, Y.; Liu， Y.; Jiang, L. J.; Sharma, J.; Seo， D,K,; Yan, H., J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6380-6381.)通过配体交换，可以将此状态的量子点转变成水溶性和生 物兼容性的量子点，但配体交换过程繁琐，不易操作。因此，寻找一种温和条件下一步合成 荧光光谱可调的水溶性量子点的制备方法就极为必要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种制备步骤简单、装置设 备要求低、荧光光谱可调、水溶性和生物兼容性量子点的一步制备法。 本专利技术解决其技术问题采用以下的技术方案本专利技术提供的荧光光谱可调的水溶性硒化镉量子点的一步制备法，是采用包括以下步骤 的方法第一步将晒粉和硼氢化钠加入到无水乙醇中，剧烈搅拌，调节温度至38 42。C，反应28 32min，得A溶液，以上反应在N2保护下进行，硒粉和硼氢化钠的用量按以下方程式计 算Se+NaBH4 +3C2H50H = NaHSefBCOQH^+SI^个；第二步先将巯基丙氨酸溶解于4X10—4mol/L的氯化镉溶液，使硒粉氯化镉巯基丙氨酸的摩尔比为0.5 1: 1: 3，再加入O.l mol/LNaOH溶液，调节pH值至10.5，搅拌28 32min，得B溶液，以上反应在N2保护下进行；第三步调节N2压力，将第一步得到的A溶液通过软管压入到第二步得到的B溶液中 去，密封回流，剧烈搅拌，调节温度至85 92'C,反应15 120 min，即在水溶液中制得硒 化镉量子点；第四步将第三步制得的硒化镉量子点用无水乙醇提纯，再用无水乙醇洗漆三次，保存 到pH =7.4的Tris-HCl缓冲液中，制得荧光光谱可调的水溶性硒化镉量子点，然后将其在冰 箱中存放，备用。上述步骤中，第一步和第三步所述的剧烈搅拌是在转速为2500rpm/min的搅拌器中进行。第二步中，硒氯化镉巯基丙氨酸的摩尔比为0.75: 1: 3。第三步中，调节N2压力为2.8 3.2MPa。 第三歩中，A溶液和B溶液的重量配比为1: 5。 第二步中，反应时间为60min。 第四步中，在冰箱中存放的温度为4'C。本专利技术制得的荧光光谱可调的水溶性硒化镉量子点，其荧光发射波长为551 563nm,所 对应的第一激子吸收波长为421 430nm。本专利技术与现有技术相比具有以下的主要优点其一.利用不同的硒和氯化镉的摩尔比值可获得不同荧光光谱的水溶性的硒化镉量子 点，实现量子点的荧光光谱可调性。(见图1)其二.利用不同的反应时间(第三步)可获得不同荧光光谱的水溶性的硒化镉量子点， 实现量子点的荧光光谱可调性。(见图3)其三.采用稍高于常温的温度和常压的条件，可以简化制备的工艺，节约了成本。其四.利用氮气的压力，将A溶液通过软管压入到B溶液中，可以避免在手套箱中操作， 使操作步骤简化和方便，同时也保证反应在N2保护下进行。其五.在制备过程中实现了量子点水溶性和生物兼容性的表面修饰，即引进了竞争机制， 向螯合物〔Cd、巯基丙氨酸)中引入Se^离子，由于CdSe的稳定性远远大于螯合物，故Se2— 可以将螯合剂(巯基丙氨酸)取代，通过控制Se2—离子的浓度来获得水溶性和生物兼容性的 量子点，使制备周期大为縮短，实现了一歩制备方法。总之，本专利技术通过控制硒和氯化镉的摩尔比和反应时间，来调节产物的荧光光谱，不仅 操作简单方便、制备周期短、重复性好、条件温和、成本低，而且不需要特殊的设备，产物 具有水溶性和生物兼容性等优点。 附图说明图1为不同的硒和氯化镉的摩尔比制得的CdSe量子点溶液的荧光光谱图。 图2为与图1相对应的紫外-可见吸收光谱图。图3为不同的反应时间制得的CdSe量子点溶液的荧光光谱图。 图4为与图3相对应的紫外-可见吸收光谱图。图5是在25。C和不同的CdSe量子点浓度下，牛血清白蛋白的荧光光谱图。 图6是在25'C和不同的牛血清白蛋白浓度下，CdSe量子点溶液的荧光强度图。 图7是本专利技术采用的橡皮管的结构示意图。 具体实施例方式本专利技术提供的荧光光谱可调的水溶性硒化镉量子点的一步制备法，是将一定配比的硒粉、 硼氢化钠和无水乙醇反应后的A溶液加入到一定配比的氯化镉、巯基丙氨酸和水的混合成的 B溶液中，在一定温度和时间下，进行合成反应，得到产物尺寸可调的水溶性硒化镉量子点。 该一步制备法制得的量子点的荧光光谱可通过控制硒和氯化镉的摩尔比和反应时间来调节， 换句话说，该产物的第一激子吸收波长和尺寸可通过控制硒和氯化镉的摩尔比和反应时间来 调节。下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但不仅仅局限于下面的实施例。实施例1:第一步，将0. 0158g硒粉和0. 0076g硼氢化钠加入到lOmL无水乙醇中，剧烈搅拌，调节 温度至40'C，反应30rain，得A溶液，以上反应在rU呆护下进行。第二步，先将O. 1454g巯基丙氨酸溶解于20 mL 4X10—4mol/L的氯化镉溶液，相当于硒 粉氯化镉巯基丙氨酸的摩尔比为0.5: 1: 3，再加入0. 1 mol/L NaOH溶液，调节溶液的 pH值至10.5,搅拌30min，得B溶液，以上反应在&保护下进行。第三步，调节&压力约为3 MPa，将第一步得到的A溶液通过自行设计的橡皮管压入到 第二步得到的B溶液中去，密封回流，剧烈搅拌，调节温度至90'C，反应75min，即在水溶 液中制得硒化镉量子点。第四步，将第三步制得的硒化镉量子点用无水乙醇提纯，再用无水乙醇洗涤三次，可保 存到pH-7.4的Tris-HCl缓冲液中，可在冰箱中稳定存放本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种荧光光谱可调的水溶性硒化镉量子点的一步制备法，其特征是采用包括以下步骤的方法： 第一步：将硒粉和硼氢化钠加入到无水乙醇中，剧烈搅拌，调节温度至３８～４２℃，反应２８～３２ｍｉｎ，得Ａ溶液，以上反应在Ｎ↓［２］保护下进行，硒粉和硼氢化钠的用量按以下方程式计算： Ｓｅ＋ＮａＢＨ↓［４］＋３Ｃ↓［２］Ｈ↓［５］ＯＨ＝ＮａＨＳｅ＋Ｂ（ＯＣ↓［２］Ｈ↓［５］）↓［３］＋３Ｈ↓［２］↑； 第二步：先将巯基丙氨酸溶解于４×１０↑［－４］ｍｏｌ／Ｌ的氯化镉溶液，使硒粉∶氯化镉∶巯基丙氨酸的摩尔比为０．５～１∶１∶３，再加入０．１ｍｏｌ／Ｌ ＮａＯＨ溶液，调节ｐＨ值至１０．５，搅拌２８～３２ｍｉｎ，得Ｂ溶液，以上反应在Ｎ↓［２］保护下进行； 第三步：调节Ｎ↓［２］压力，将第一步得到的Ａ溶液通过软管压入到第二步得到的Ｂ溶液中去，密封回流，剧烈搅拌，调节温度至８５～９２℃，反应１５～１２０ｍｉｎ，即在水溶液中制得硒化镉量子点； 第四步：将第三步制得的硒化镉量子点用无水乙醇提纯，再用无水乙醇洗涤三次，保存到ｐＨ＝７．４的Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ缓冲液中，制得荧光光谱可调的水溶性硒化镉量子点，然后将其在冰箱中存放，备用。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，王启岁，刘义，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]
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