CdTe納米晶的高效制備及其復(fù)合微球.pdf

1、近年來(lái),熒光半導(dǎo)體納米晶(semiconductor nanocrystals)由于其強(qiáng)尺寸相關(guān)熒光性質(zhì)、較強(qiáng)的發(fā)光強(qiáng)度和抗光漂白能力、較窄的發(fā)射光譜等獨(dú)特的光學(xué)特性,受到研究者的極大關(guān)注。水相合成半導(dǎo)體納米晶具有成本低、重復(fù)性好、易操作和可大批量制備等優(yōu)點(diǎn),而且制得的粒子具有良好的水溶性及生物相容性;但是通常水相回流法制備得到的納米晶量子效率相對(duì)較低、熒光峰較寬,因此如何在水相中制備高質(zhì)量的納米晶無(wú)論在理論上和應(yīng)用上都具有非常重要的意

2、義。另外半導(dǎo)體納米晶由于尺寸很小,比表面積大,決定了其高比表面積和高表面能,在通常條件下極易團(tuán)聚,表面結(jié)構(gòu)也容易遭到一些外界因素的破壞,妨礙了其優(yōu)良特性的發(fā)揮。在復(fù)雜的生理介質(zhì)中,表面配體的脫落將導(dǎo)致納米晶的聚集和非特異性吸附,同時(shí)很多半導(dǎo)體納米晶表面原子的溶解還會(huì)導(dǎo)致重金屬離子的釋放從而造成毒性增加,對(duì)其在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用構(gòu)成一定的障礙,因此有必要研究用惰性材料包覆半導(dǎo)體納米晶的方法。本文圍繞水相高效制備CdTe納米晶及其復(fù)合微球展開(kāi)

3、,具體來(lái)說(shuō)有以下三個(gè)方面的成果:
　　 (1)我們用水熱法制備了高熒光效率水分散性的CdTe納米晶,該方法效率較高(制備得到的納米晶水分散液固含量高達(dá)千分之五),操作方便。我們用該方法制備出近紅外發(fā)光(650nm-800nm)CdTe納米晶,熒光效率最高可達(dá)～68％。我們發(fā)現(xiàn),巰基丙酸是制備近紅外發(fā)光CdTe納米晶的最佳配體,配體/Cd的最佳配比為1.8,前驅(qū)體濃度的最佳值為20mmol/L。細(xì)胞成像實(shí)驗(yàn)表明,納米晶能夠被各種不

4、同的細(xì)胞吞噬,之后從包涵體中釋放出來(lái),很好地分布于細(xì)胞質(zhì)中。納米晶的細(xì)胞毒性測(cè)試表明100μg/mL下4h后只有顯示較溫和的毒性(AD293細(xì)胞成活率74％,Hela細(xì)胞成活率60％)。
　　 (2)我們?cè)诜聪嗳橐后w系中制備得到包埋CdTe納米晶的親水性熒光納米復(fù)合微球。首先,我們嘗試了在反相細(xì)乳液中聚合丙烯酰胺包埋水相CdTe納米晶。我們發(fā)現(xiàn)直接對(duì)巰基丙酸穩(wěn)定的納米晶進(jìn)行包覆效果不是很理想,納米晶會(huì)在聚合過(guò)程中逐漸被排斥出微球

5、。而通過(guò)用聚丙烯酸對(duì)納米晶進(jìn)行表面修飾之后進(jìn)行包埋成功地解決了這個(gè)問(wèn)題,得到了CdTe@Pam熒光納米復(fù)合微球。其次,我們用反相微乳液法成功制備了CdTe@SiO2熒光納米復(fù)合微球。我們發(fā)現(xiàn)使用氨水作為正硅酸乙酯水解縮合催化劑會(huì)導(dǎo)致納米晶熒光光譜大幅藍(lán)移,同時(shí)熒光強(qiáng)度也有較大程度的下降,而改用一定濃度的NaOH水溶液催化則能夠較好地保持納米晶的熒光性能。進(jìn)一步的,通過(guò)在納米晶表面引入聚陽(yáng)離子電解質(zhì)聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDDA)進(jìn)行修

6、飾,有效提高了納米晶在復(fù)合微球中的包埋率:加入體系中的PDDA中所含的季胺陽(yáng)離子和體系中納米晶表面巰基丙酸的摩爾比為5時(shí)效果最佳。
　　 (3)我們用正相細(xì)乳液聚合法制備得到了CdTe@PSt-DVB熒光納米復(fù)合微球。我們首先將水相合成的納米晶以十二硫醇交換至甲苯中,加入聚合單體聚合對(duì)納米晶進(jìn)行了包埋,制各得到熒光高分子復(fù)合微球。通過(guò)研究,我們發(fā)現(xiàn),較高的引發(fā)劑濃度和交聯(lián)度能夠有效地抑制聚合過(guò)程中聚合物與納米晶的相分離。最佳條件