一种量子点微球及其制备方法、应用技术

本申请提供一种量子点微球及其制备方法、应用。本申请的量子点微球包括微球本体以及包覆于所述微球本体上的介孔二氧化硅壳层，其中，所述微球本体包括二氧化硅核以及附着于所述二氧化硅核上的量子点。本申请通过使用表面活性剂将量子点微球分散于水中，在水中直接对量子点微球进行二氧化硅包覆，在量子点表面覆盖了一层介孔结构的二氧化硅材料，增大了量子点微球的比表面积，减少了量子点的淬灭，达到包覆防止量子点脱落的作用。包覆防止量子点脱落的作用。包覆防止量子点脱落的作用。

【技术实现步骤摘要】
一种量子点微球及其制备方法、应用


[0001]本申请属于微球制备
，具体涉及一种量子点微球及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]量子点(quantum dots)，又称半导体纳米晶体，是一种新型的半导体纳米材料，尺寸在1
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10nm。由于量子尺寸效应和介电限域效应使它们具有独特的光致发光(PL)和电致发光(EL)性能。与传统的有机荧光染料相比，量子点具有量子效率高、光化学稳定性高、不易光解以及宽激发、窄发射、高色纯度、发光颜色可通过控制量子点大小进行调节等优良的光学特性，在生物领域具有广泛的应用前景。
[0003]由于量子点表面通常包覆疏水性的有机配体，为了使其可以应用于生物体系，需要对量子点进行亲水性修饰。而将多个量子点与其他纳米载体组装成一个微球则是一个良好的亲水改性手段，既能赋予量子点良好的生物相容性，也有利于量子点在体系中分离纯化，还可以将多个量子点的荧光信号进行富集放大。二氧化硅具备良好的生物相容性、稳定性，易于进行功能化修饰，是作为量子点纳米载体的优秀选择。
[0004]现有技术中，多将量子点通过静电吸附、共价偶联或配位作用等手段与二氧化硅载体结合，并通过硅酸四乙酯在乙醇的水解，在量子点包埋在二氧化硅的内部，易于进一步的功能化硅烷修饰。然而将二氧化硅包覆在量子点外部时，水解的硅酸分子、氨水甚至乙醇都会对量子点的表面造成不良影响，引起配体的脱落，进而造成荧光淬灭。
[0005]所以亟待一种低成本、高产值、有效防止量子点脱落的新型量子点微球，以推动量子点更快实现在生物及医药领域的商业化应用。

技术实现思路

[0006]针对上述技术问题，本申请提供一种量子点微球，包括微球本体以及包覆于所述微球本体上的介孔二氧化硅壳层，其中，所述微球本体包括二氧化硅核以及附着于所述二氧化硅核上的量子点。
[0007]进一步地，所述二氧化硅核具有树枝状结构，所述量子点连接于所述树枝状结构上；
[0008]优选地，在所述量子点微球中，所述量子点的重量百分含量为10～60wt％。
[0009]进一步地，所述介孔二氧化硅壳层具有孔径为2～5nm的介孔。
[0010]进一步地，所述量子点微球的粒径为120～650nm；
[0011]优选地，所述二氧化硅核的粒径为100～600nm。
[0012]优选地，所述二氧化硅核与所述量子点之间通过巯基连接；
[0013]优选地，在所述量子点微球中，巯基的量为1～100μmol/g。
[0014]优选地，所述量子点微球的发射峰位于440～1200nm；
[0015]优选地，所述量子点微球的量子产率为40～95％。
[0016]本申请还提供根据上述的量子点微球的应用。
[0017]本申请还提供一种量子点微球的制备方法，包括步骤：
[0018]S1、制备微球本体，所述微球本体包括二氧化硅核以及附着于所述二氧化硅核上的量子点；
[0019]S2、将所述微球本体分散于表面活性剂水溶液中以形成混合液，用碱溶液调节混合液pH值后，加入硅酸四乙酯，所述硅酸四乙酯被催化水解，并以微球表面的表面活性剂为软模板，在所述微球本体表面形成介孔二氧化硅壳层。
[0020]进一步地，所述步骤S1包括：
[0021]S11、在二氧化硅核中加入巯基硅烷偶联剂，形成巯基改性的二氧化硅核；
[0022]S12、将巯基改性的二氧化硅核，在非极性溶剂中与油溶性量子点混合，使所述油溶性量子点附着在二氧化硅核的表面，形成原始微球本体；
[0023]S13、将所述原始微球本体用所述非极性溶剂洗涤后干燥，获得纯化的微球本体。
[0024]优选地，步骤S12中，通过超声，所述油溶性量子点与所述二氧化硅核表面的巯基配位结合，使量子点均匀地吸附在二氧化硅核表面，从而形成原始微球本体，超声时间为5～60min；
[0025]优选地，所述巯基硅烷偶联剂包括巯丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷中的至少一种；
[0026]优选地，所述非极性溶剂包括氯仿、二氯甲烷、甲苯、四氢呋喃中的至少一种；
[0027]优选地，所述油溶性量子点包括CdSe、CdTe、CdS、InP、Cu2InS、PbS中的至少一种。
[0028]进一步地，所述步骤S2中的pH值为9～12；
[0029]优选地，所述碱包括氨水、氢氧化钠、三乙胺、三乙醇胺、二甲胺、精氨酸、赖氨酸中的至少一种。
[0030]进一步地，所述表面活性剂水溶液的浓度为0.1～2％；
[0031]优选地，所述表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、吐温80、吐温60、吐温20、曲拉通X
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100中的至少一种。
[0032]进一步地，还包括步骤S3、将S2中获得的量子点微球用水洗涤后分散于水中。
[0033]进一步地，所述硅酸四乙酯与所述油溶性量子点的质量比为(20～2):1；
[0034]优选地，步骤S2中，加入硅酸四乙酯的反应时间为3～24h。
[0035]有益效果：本申请的量子点微球包括微球本体以及包覆于所述微球本体上的介孔二氧化硅壳层，其中，所述微球本体包括二氧化硅核以及附着于所述二氧化硅核上的量子点。本申请通过使用表面活性剂将微球本体分散于水中，在水中直接对微球本体进行介孔二氧化硅包覆，在量子点表面覆盖了一层具有介孔结构的二氧化硅材料，制备过程操作简单，制备周期短，易于放大生产。同时，量子点微球表面的介孔结构减少了量子点的淬灭，到达包覆防止量子点脱落的作用，且增大了微球的比表面积，提高了微球表面基团的密度，更有利于量子点微球的生物及医药领域应用。
附图说明
[0036]图1为本申请一实施方式中的量子点微球制备示意图；
[0037]图2为本申请实施例1中的量子点微球的TEM图。
具体实施方式
[0038]下面将结合本申请实施方式，对本申请实施例中的技术方案进行详细地描述。应注意的是，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部实施方式。
[0039]如
技术介绍
所述，现有技术中制备包含有量子点的二氧化硅纳米粒(二氧化硅/量子点)主要采用Stober法。然而Stober法中包覆二氧化硅前要将油溶性的量子点转化为醇溶性的量子点，往往会进行配体交换等操作，导致加入的氨水和硅酸四乙酯容易对量子点表面造成伤害，从而造成量子点效率的下降以及二氧化硅/量子点的荧光强度降低很多。
[0040]基于此，本申请提供一种用于荧光免疫层析的量子点微球，包括微球本体以及包覆于所述微球本体上的介孔二氧化硅壳层，其中，所述微球本体包括二氧化硅核以及附着于所述二氧化硅核上的量子点。量子点连接在二氧化硅核上，二氧化硅核可以为球面结构，也可以为网状结构，也可以为树枝状结构，可以使量子点更好结合于上的结构均属于本申请的保护范围，本申请的微球本体覆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种量子点微球，其特征在于，包括微球本体以及包覆于所述微球本体上的介孔二氧化硅壳层，其中，所述微球本体包括二氧化硅核以及附着于所述二氧化硅核上的量子点。2.根据权利要求1所述的量子点微球，其特征在于，所述二氧化硅核具有树枝状结构，所述量子点通过巯基连接于所述树枝状结构上。3.根据权利要求1所述的量子点微球，其特征在于，所述介孔二氧化硅壳层具有孔径为2~5 nm的介孔。4.根据权利要求1所述的量子点微球，其特征在于，所述量子点微球的粒径为120~350 nm，所述二氧化硅核的粒径为100~300 nm。5.根据权利要求1~4所述的量子点微球在药物负载、生物探针或者免疫层析的应用。6.一种量子点微球的制备方法，其特征在于，包括步骤：S1、制备微球本体，所述微球本体包括二氧化硅核以及附着于所述二氧化硅核上的量子点；S2、将所述微球本体分散于表面活性剂水溶液中以形成混合液，用碱溶液调节混合液pH值后，加入硅酸四乙酯，所述硅酸四乙酯被催化水解，并以...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐飞阳，张思源，李邦，马攀攀，
申请(专利权)人：苏州星烁纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：