荧光和胶体稳定性增强型水溶性量子点的制备.pdfVIP

The Enhanced Fluorescence Properties Colloid Stability of Aqueous CdSe/ZnS QDs Modified with N-alkylated Poly(ethyleneimine) and Zinc-metalated Dihydrolipoic Acid A Dissertation Submitted to the Graduate School of Henan University in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Science By Huanjie Tang Supervisor: Prof. Linsong Li and Prof. Changhua Zhou May, 2015 摘 要 摘 要 量子点 （quantum dots，简称QDs ），由于它具有尺寸可调、宽的激发波长、窄的发 射波长、稳定性好、量子产率高等优点，使其在生物应用、传感检测、太阳能电池等领 域具有广泛的应用前景。有机相制备的荧光量子点因具有良好的分散性、较高的荧光量 子产率等优点，制备量子点常用方法。但是有机相合成量子点具有疏水性且生物相容性 差，从而阻碍了其在生物领域的应用，因此油相量子点的表面功能化成为了重要的研究 课题。目前，油相量子点水相转移的方法主要有配体交换反应、两亲性聚合物和硅烷包 覆等，每种方法各有优点。其中两亲性聚合物能提供较好和较稳定的材料，使量子点与 外面的水溶液环境隔离；而配体交换方法制备的量子点的粒径比较小，便于进行生物应 用。在以前的工作中，报道最多的氨基功能化量子点的配体是基于聚乙烯亚胺，但也遇 到一些问题与挑战，例如量子点的荧光转移效率低、胶体稳定性差和抗光氧化能力不强。 对于通过配体交换法制备羧基功能化量子点用到的多齿配体，报道最多的是基于二氢硫 辛酸(DHLA)配体，但是同样也遇到到上面的一些问题与挑战，所以本文对提高转移后 的水相量子点的荧光和胶体稳定性做了一系列研究。本文在基于以前报道方法的基础上 将分别用烷基化的聚乙烯亚胺和金属化的二氢硫辛酸配体制备氨基和羧基功能化的水 相量子点，具体工作和取得的实验结果如下： 第二章用烷基溴和聚乙烯亚胺合成两亲性聚合物-烷基化的聚乙烯亚胺（PEI(n)Cs ）， PEI(n)Cs 可以直接包覆量子点制备氨基功能化的水溶性量子点。本文详细探究了三个参 数（烷基链长度、聚合物与量子点的摩尔比、取代度）对荧光转移效率的影响，发现烷 基链长度为碳十二，摩尔比为100：1 的时候是最优化的条件。同时PEI(n)Cs-QDs 还和 聚乙烯亚胺通过直接配体交换修饰的水相量子点做了一个比较，结果表明PEI(n)Cs 修饰 的量子点提高了 20% 的荧光强度转移效率，并在在各种生物学相关的环境中（不同的 pH 值、温度、盐溶液和PBS 缓冲溶液）有明显增强的胶体稳定性。并且用PEI(n)Cs 转 移量子点的方法是通用的，本文成功转移了其他疏水性的量子点，比如Ag 和Fe O 量 3 4 子点。 第三章通过还原硫辛酸制备二氢硫辛酸，然后用二氢硫辛酸与硝酸锌络合制备锌离 子化的二氢硫辛酸(DHLA) Zn2-配体，最后用(DHLA) Zn2-通过配体交换制备羧基功能化 2 2