一種簡單快速的量子點(diǎn)合成方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種新的量子點(diǎn)合成方式。本發(fā)明通過對現(xiàn)有技術(shù)合成方法的優(yōu)化，建立了簡單快速的小體系原位硫化鎘量子點(diǎn)合成方法。該方法具有合成方法簡單，反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)速度快，熒光強(qiáng)度好等方面有點(diǎn)。本發(fā)明中的超小體系量子點(diǎn)原位合成方法還能夠輕易與其它化學(xué)反應(yīng)耦合，方便建立基于該方法的新檢測方法。具有較大的實(shí)際意義與深入研究價(jià)值。
【專利說明】一種簡單快速的量子點(diǎn)合成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種新的量子點(diǎn)合成方法。具體是一種簡單快速微量的硫化鎘量子點(diǎn)合成方法，該方法可以室溫環(huán)境下在孔板中直接合成硫化鎘量子點(diǎn)，同時還能夠通過改變合成選用的穩(wěn)定劑，達(dá)到與其它反應(yīng)耦合的目的，從而方便地建立各種新型檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002]量子點(diǎn)是一種新型的無機(jī)熒光納米材料，它具有極小的尺寸與量子限制效應(yīng)，這使其展現(xiàn)出一系列優(yōu)異的性能，如熒光產(chǎn)率高、穩(wěn)定性好、激發(fā)光范圍廣而連續(xù)、顏色可調(diào)節(jié)和生物兼容性好等。這些性質(zhì)使其能夠在光伏、光源、電子、生物成像和信息儲存等領(lǐng)域大量應(yīng)用。
[0003]量子點(diǎn)的合成也一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn)，其中水相量子點(diǎn)合成更是現(xiàn)在研究最熱的方向之一。一個好的水相合成方法應(yīng)具有操作簡單、價(jià)格低廉、無需厭氧環(huán)境、制備的量子點(diǎn)量子產(chǎn)率高穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。而現(xiàn)在報(bào)道中的大部分量子點(diǎn)水相合成方法均要求較高程度的厭氧環(huán)境與繁瑣的實(shí)驗(yàn)操作，這對量子點(diǎn)的合成提出了一定要求。此外，量子點(diǎn)的應(yīng)用也是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。其中，在分析檢測領(lǐng)域的研究更是熱點(diǎn)。利用量子點(diǎn)的熒光猝滅與熒光共振能量轉(zhuǎn)移機(jī)理所研制的各類酶活檢測平臺已越來越得到人們的接受。但這類方法往往存在著較高的背景信號，而存在著一定的局限性。因此，建立新的可作為一般分析平臺的量子點(diǎn)分析應(yīng)用方式一直是人們所追求的目標(biāo)。
[0004]中國專利201110069115.2公開了一種制備量子點(diǎn)的方法。利用該方法，在油相溶液中高溫直接合成量子點(diǎn)。但該方法需要提供超過200°C的高溫，且合成的量子點(diǎn)品質(zhì)難以控制，無法直接利用于分析方法的建立。
[0005]中國專利201410039204.6公開了一種制備硫化鎘量子點(diǎn)的方法。利用該方法，可以用比較簡單的方法合成硫化鎘量子點(diǎn)，工藝比較簡單。但該方法無法進(jìn)一步簡化微化，副產(chǎn)物較多，限制了硫化鎘量子點(diǎn)的進(jìn)一步應(yīng)用。
[0006]傳統(tǒng)方法在合成量子點(diǎn)時，通常需要厭氧的環(huán)境、精確地?cái)嚢枧c溫度控制，以及工作人員大量的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。且目前熒光強(qiáng)度比較高的量子點(diǎn)大多來自于油相合成方法，水相合成的量子點(diǎn)經(jīng)常面臨熒光強(qiáng)度較低、粒徑分布較廣等方面的問題。這些都限制了量子點(diǎn)的合成與進(jìn)一步應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所解決的主要技術(shù)問題是對于傳統(tǒng)硫化鎘量子點(diǎn)合成方法的簡化與微化，利用該方法可以方便的篩選各種潛在量子點(diǎn)合成穩(wěn)定劑，還可以方便地與其他反應(yīng)耦合，從而建立新的檢測方法。
[0008]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0009]硫鹽母液的配制:將硫鹽溶于蒸懼水中配制成5_25mmol/L硫鹽溶液。硫鹽母液每隔3?5天重新配制一次；
[0010]鎘源可溶性化合物母液的配制:將鎘源可溶性化合物溶于蒸餾水中配制成50-100mmol/L的鎘源可溶性化合物母液；
[0011]穩(wěn)定劑母液的配制:將穩(wěn)定劑溶于水中配制成4-10mmol/L穩(wěn)定劑母液。
[0012]緩沖溶液的配制:以0.2mo VL磷酸氫二鈉溶液和0.lmol/L檸檬酸溶液配制pH為6.0?8.0的緩沖液；
[0013]合成時，緩沖溶液經(jīng)適當(dāng)稀釋使初始濃度為10-50mmol/L。再將預(yù)先配置好的硫鹽母液以體積比1: (25?70)溶于緩沖溶液中，得硫化鈉溶液A ;將預(yù)先配制好的鎘源可溶性化合物母液以體積比1: (10?45)溶于緩沖溶液中，得鎘源可溶性化合物溶液B ;再將預(yù)先配置好的穩(wěn)定劑母液稀釋I?3倍，最終得溶液C。
[0014]之后，取一新的黑色孔板，依次加入溶液A、C、B，三者之間的體積比為(20?50): I: (20?50)，再用槍頭攪拌均勻，即可在孔板中原位合成硫化鎘量子點(diǎn)。合成的量子點(diǎn)可直接在孔板中檢測熒光，并且熒光強(qiáng)度在較長時間內(nèi)能夠保持穩(wěn)定。
[0015]現(xiàn)有技術(shù)也可以合成品質(zhì)較高的硫化鎘量子點(diǎn)，但本專利合成方法具有體系小、操作簡單、室溫條件下超快速反應(yīng)以及便于耦合等多方面優(yōu)勢，使得該方法具有巨大的應(yīng)用價(jià)值與開發(fā)潛力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1，為以吐溫20為穩(wěn)定劑時合成的單分散量子點(diǎn)，可發(fā)現(xiàn)量子點(diǎn)粒徑在2?3nm之間，穩(wěn)定且單分散于水溶液中，這對量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度尤為重要。
[0017]圖2，為以巰基乙酸為穩(wěn)定劑時合成的單分散量子點(diǎn)。
[0018]圖3中實(shí)線為合成的硫化鎘量子點(diǎn)的紫外-可見吸光光譜，圓點(diǎn)虛線為以巰基乙酸為穩(wěn)定劑時合成的硫化鎘量子點(diǎn)的熒光譜圖，方點(diǎn)虛線為以吐溫20為穩(wěn)定劑時合成的硫化鎘量子點(diǎn)的熒光譜圖

【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1
[0020]硫化鉀母液的配制:稱取0.22g硫化鉀溶于10mL容量瓶中，配制成硫鹽溶液。硫化鉀母液每隔3?5天重新配制。
[0021]氯化鎘母液的配制:稱取0.41g氯化鎘溶于1mL容量瓶中，配制成氯化鎘母液。
[0022]穩(wěn)定劑溶液的配制:稱取0.023g吐溫20溶于1mL容量瓶中，配制成穩(wěn)定劑母液。巰基乙胺為每次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)配。
[0023]緩沖溶液的配制:以0.2mo VL磷酸氫二鈉溶液和0.lmol/L檸檬酸溶液配制pH為6.0?8.0的緩沖液；
[0024]合成時，緩沖溶液初始濃度為50mmol/L。再將預(yù)先配置好的硫化鈉母液以體積比I: 13溶于緩沖溶液中，得硫化鈉溶液A;將預(yù)先配制好的硝酸鎘母液以體積比1: 20溶于緩沖中，得硝酸鎘溶液B ;再將預(yù)先配置好的穩(wěn)定劑母液稀釋3倍，最終得溶液C。
[0025]之后，取一新的黑色96孔板，取100 μ L溶液A加入孔板；再取2 μ L C加入，并以槍頭攪拌均勻；再用移液槍移取100 μ L溶液B加入孔板，再以槍頭攪拌均勻，即可在96孔板中原位合成量子點(diǎn)。合成的量子點(diǎn)可直接檢測熒光，并在較長時間內(nèi)保持穩(wěn)定。
[0026]現(xiàn)有技術(shù)也可以合成品質(zhì)較高的硫化鎘量子點(diǎn)，但我們的合成方式具有體系小、操作簡單、室溫下超快速反應(yīng)便于耦合等多方面優(yōu)勢，使得該方法具有巨大的應(yīng)用價(jià)值與開發(fā)潛力。
[0027]實(shí)施例2
[0028]硫化鈉母液的配制:稱取0.21g硫化銨溶液溶于10mL容量瓶中，配制成硫鹽溶液。硫化鈉母液每3?5天重新配制一次。
[0029]氯化鎘母液的配制:稱取0.12g氯化硝酸鎘溶于1mL容量瓶中，配制成氯化鉻鎘母液。
[0030]穩(wěn)定劑溶液的配制:稱取0.025g巰基乙酸溶于1mL容量瓶中，配制成穩(wěn)定劑母液。吐溫20為每次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)配。
[0031]緩沖溶液的配制:以0.2mo VL磷酸氫二鈉溶液和0.lmol/L檸檬酸溶液配制pH為6.0?8.0的緩沖溶液；
[0032]合成時，緩沖溶液初始濃度為50mmol/L。再將預(yù)先配置好的硫化銨母液以體積比I: 89溶于緩沖中，得硫化銨溶液A ;將預(yù)先配制好的氯化鎘母液以體積比1: 50溶于緩沖中，得氯化鎘溶液B ;再將預(yù)先配置好的穩(wěn)定劑母液稀釋5倍，最終得溶液C。
[0033]之后，取一新的黑色96孔板，取100 μ L溶液A加入孔板；再加入2 μ L溶液C，并以槍頭攪拌均勻；之后取10yL溶液B加入孔板，再以槍頭攪拌均勻，即可在96孔板中原位合成量子點(diǎn)。合成的量子點(diǎn)可直接檢測熒光，并在較長時間內(nèi)保持穩(wěn)定。
【權(quán)利要求】
1.一種量子點(diǎn)的合成方法，其特征在于，包括以下步驟: A)將硫鹽、穩(wěn)定劑、鎘源可溶性化合物分別溶于水中，得到硫鹽母液、含穩(wěn)定劑母液、鎘源可溶性化合物母液。 B)將硫鹽母液、穩(wěn)定劑母液、鎘源可溶性化合物母液依次稀釋于pH為6?8的緩沖溶液中，得到硫鹽溶液、穩(wěn)定劑溶液、鎘源可溶性化合物溶液 C)將硫鹽溶液、穩(wěn)定劑溶液、鎘源可溶性化合物溶液依次在孔板中混合，攪拌，控制溫度反應(yīng)得到水溶性硫化鎘量子點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述穩(wěn)定劑為3-巰基丙酸、巰基丁二酸、巰基乙酸、2-巰基丙酸、半胱氨酸、吐溫20、吐溫40、吐溫80、焦磷酸鉀或巰基乙胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硫鹽為硫化鈉、硫化鉀、硫化銨或硫化鋰。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鎘源可溶性化合物為氯化鎘、硫Ife鋪、硝Ife鋪或醋Ife鋪。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述反應(yīng)的溫度為15°c?60°C，反應(yīng)時間為I?1min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述步驟A具體為: Al)將硫鹽溶于水中，得到5-25mmol/L硫鹽母液； A2)將鎘源可溶性化合物溶于水中，得到50-100mmol/L鎘源可溶性化合物母液； A3)將穩(wěn)定劑溶于水中配制成4-10mmol/L硫鹽母液。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述步驟B具體為: BI)將硫鹽母液以體積比1: (25?70)溶于緩沖溶液，得到硫鹽溶液； B2)將鎘源可溶性化合物母液以體積比1: (10?45)溶于緩沖溶液，得到鎘源可溶性化合物溶液； B3)將穩(wěn)定劑母液以體積比1: (I?2)溶于緩沖溶液，得到穩(wěn)定劑溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于所述緩沖溶液為檸檬酸-磷酸緩沖溶液、Tris-HCl緩沖溶液或磷酸鹽緩沖溶液。
【文檔編號】C09K11/56GK104291374SQ201410269930
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】田丹碧, 張濤, 江凌, 張衛(wèi), 湯燕, 李燕萍 申請人:南京工業(yè)大學(xué)