微量热法研究CdSe/ZnS(QDs)/TiO_(2)复合物对金黄色葡萄球菌的抑制行为

采用水热法和溶胶-凝胶法成功制备CdSe/ZnS(QDs)/TiO_(2)复合物,并通过紫外吸收光谱、荧光光谱和哈达玛荧光变换成像等手段进一步证明其组分和结构.运用微量热法研究了CdSe/ZnS(QDs)/TiO_(2)复合物对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)的抑制行为,揭示其抑菌的作用机制及其相关热力学规律.检测了S.aureus代谢生长热谱图,根据热动力学函数得到S.aureus生长速率常数(k)、传代时间(t G)、最大产热功率(Pm)、抑制率(I)等热动力学参数.研究表明CdSe/ZnS(QDs)/TiO_(2)复合物对S.aureus抑制作用强于TiO_(2),且随着浓度的增加,抑制效果更加显著,说明CdSe/ZnS(QDs)/TiO_(2)复合物对S.aureus有良好的抑制行为.

3-巯基丙酸修饰的CdSe/ZnS量子点的合成及测定牛血清白蛋白的研究

以3-巯基丙酸作为修饰剂，在水溶液中合成了稳定的CdSe／ZnS量子点（QDs），透射电镜观察所合成量子点的形貌近似球形，粒径约为25nm。吸收光谱与荧光光谱的研究表明，CdSeQDs在410nm处有最大吸收峰，而CdSe／ZnSQDs的最大吸收峰在470nm处，CdSe／ZnSQDs的荧光强度是CdSeQDs的11倍。考察了缓冲溶液的体积、pH值、反应温度、反应时间对体系荧光的影响。在最佳实验条件下，体系的荧光强度与BSA的浓度呈线性关系，线性响应范围为0．746×10^-7～4．48×10^-7mol／L，检出限为3．846×10^-10mol／L。并且CdSe／ZnS QDs荧光强度基本保持稳定，可达两个多月。该方法应用于合成样品的测定，结果满意。

生物偶联过程对于聚合物包覆的水溶性CdSe/ZnS核壳量子点发光的影响

以传统的戊二醛交联的方法实现了聚丙烯酸包覆的CdSe/ZnS量子点和人IgG蛋白分子的偶联,同时研究了偶联过程对量子点发光性能的影响。通过琼脂糖凝胶电泳技术证明量子点和蛋白分子偶联成功。通过稳态光谱和时间分辨光谱研究了偶联过程对量子点荧光性质的影响。发现偶联到量子点表面的戊二醛分子能够破坏量子点的表面从而增加其表面缺陷,使量子点发光效率降低;上述产物进一步与人IgG偶联增强了量子点的荧光强度,这是由于连接到量子点上的蛋白分子修复了量子点的表面,从而降低了表面缺陷所致。

SiO_2钝化提高CdSe/ZnS量子点的发光稳定性

光诱导功能退化是胶体量子点在应用中面临的主要挑战之一,本文针对这一问题研究了使用磁控溅射沉积SiO_2薄膜形成钝化层来提高CdSe/ZnS量子点发光稳定性的方法。首先,通过三正辛基膦辅助连续离子层吸附反应方法合成了615 nm发光的红色CdSe/ZnS量子点。然后将量子点旋涂在SiO_2/Si基片上,再通过磁控溅射方法在量子点上沉积了厚度为20 nm的SiO_2薄膜作为钝化层。使用连续波激光光源分别在空气气氛和真空条件下照射样品,研究了经过不同照射时间后钝化和未钝化量子点的稳态光致发光光谱。结果表明,随着照射时间的延长,没有SiO_2钝化的量子点的PL强度显著降低、PL峰值发生蓝移、FWHM不断增大。对比研究发现,由于SiO_2薄膜能够阻挡空气中的水和氧,减缓了量子点表面的光诱导氧化现象,因此显著提高了CdSe/ZnS量子点的稳定性。

温度对CdSe/ZnS量子点吸收光谱和光致发光谱的影响

测量了分散于正己烷溶液和甲苯溶液中的CdSe／ZnS量子点在室温到近溶液沸点温度间的吸收与光致发光光谱，比较了两种不同的CdSe／ZnS量子点的光谱特性，讨论了温度对吸收和光致发光光谱峰值波长以及相对强度的影响。结果表明：在25—100℃范围内，CdSe／ZnS量子点激子吸收峰波长有微小红移，最大约为4nm；光致发光光谱峰值波长略有红移，但最大不超过6nm。根据光致发光光谱测量的结果，确定了Varshni定律中关于CdSe／ZnS量子点禁带宽度的两个经验参数：α=（2．0±0．2）×10^-4eV／K和β=（200±30）K。温度对CdSe／ZnS量子点吸收强度影响不大，荧光发射强度与温度呈线性关系增强。

CdSe/ZnSe/ZnS多壳层结构量子点的制备与表征

展示了一种简捷的多壳层量子点合成路线。在含有过量Se源的CdSe体系中直接注入Zn源,"一步法"合成了CdSe/ZnSe量子点;进一步以CdSe/ZnSe为"核",表面外延生长ZnS壳层制备了核/壳/壳结构CdSe/ZnSe/ZnS量子点。相对于以往报道的多壳层结构量子点的制备方法,该方法通过减少壳层的生长步骤有效地简化了实验操作,缩短了实验周期,同时减少对原料的损耗。对量子点进行高温退火处理,能够大幅提高CdSe/ZnSe/ZnS量子点的发光量子产率。透射电镜、XRD以及光谱研究表明:所制备的量子点接近球形,核与壳层纳米晶均为闪锌矿结构,最终获得的CdSe/ZnSe/ZnS量子点的光致发光量子产率达到53%。为了实现量子点的表面生物功能化,通过巯基酸进行了表面配体交换修饰,使量子点表面具有水溶性的羧基功能团,并且能够维持较高的光致发光量子产率。

聚合物-CdSe/ZnS量子点复合薄膜的制备及其荧光性能研究

以两性齐聚物(聚马来酸十六醇酯,PMAH)为修饰剂,利用相转移的方法将油溶性的CdSe/ZnS量子点转移至水中,制备出高量子产率、高稳定性的水溶性CdSe/ZnS荧光量子点.随后将PMAH修饰的水溶性量子点分散到聚丙烯酸(PAA)乳液中,采用旋转涂膜的方法制备了透明的聚合物-CdSe/ZnS量子点复合薄膜,在紫外灯的照射下薄膜发出明亮的红色光.利用XPS对复合薄膜的表面结构进行了表征.随后对膜的光致发光性能和薄膜在黑暗的环境中对紫外光的耐受性进行了系统的研究,发现复合薄膜的荧光强度随着薄膜厚度和薄膜中纳米晶浓度的增加而线性增强,薄膜在紫外光照射800h后仍然保持了很高的荧光强度,量子产率仅仅损失了5%。

以UV胶为纤芯本底的CdSe/ZnS量子点光纤光致荧光光谱的传光特性

制备了一种以紫外(UV)固化胶为纤芯本底的CdSe/ZnS量子点掺杂光纤.通过测量不同掺杂浓度和光纤长度下的量子点光致荧光光谱,得到了荧光峰值强度与量子点掺杂光纤浓度和长度的关系,确定了UV胶纤芯本底下的量子点的吸收系数、合适的掺杂浓度和光纤长度.结果表明:UV胶在光纤中具有吸收小、收缩率低、与石英光纤包层折射率匹配、性能稳定等特点,是一种比较理想的实验室制备量子点光纤纤芯本底的材料.

基于CdSe/ZnS核壳型量子点的高灵敏、快速细菌计数新方法的研究

以乙酰丙酮镉和硬脂酸锌为前驱体,合成了巯基丙酸修饰的CdSe/ZnS核壳型量子点(QDs)。并将其作为荧光探针,以金黄色葡萄球菌(S.aureus)为目标细菌,建立了一种高灵敏的、简单快速的细菌计数新方法,并借助荧光显微镜成功的进行成像探测研究。通过考察量子点浓度、孵育时间等因素的影响,确定了细菌定量检测的最佳条件。在最优化的实验条件下,体系的相对荧光强度随细菌数量的增加而增大。该方法的线性范围为102CFU/mL～106CFU/mL,检测限为102CFU/mL,线性回归方程为Y=427.586X-677.022(R=0.996 49)。本方法有效克服了传统的细菌计数方法存在的缺陷,具有较高的灵敏度和较好的重现性(实际样品检测的RSD=3.6%～8.1%),且操作简单、检测时间短、成本低,有很好的潜在应用价值。

CdSe/ZnS核-壳结构量子点的非线性光学吸收

利用开孔Z扫描技术研究了吸收峰分别为553nm和503nm的两种尺寸CdSe/ZnS核-壳结构量子点溶液的非线性吸收性质.对于532nm,6ns激光脉冲,两种材料均表现出饱和吸收向反饱和吸收转化的现象.数值模拟结果表明:当吸收峰波长大于激光波长时,饱和吸收过程由快、慢两种机制组成,分别对应基态载流子被激发至不同的激发态,而强光下的反饱和吸收与快过程相关;当吸收峰波长小于激光波长时,饱和吸收主要由快过程机制引起,强光下的反饱和吸收源自激发态吸收和双光子吸收.我们的研究结果表明半导体量子点是研制光开关和光限制器件的理想候选材料.

在多相体系中制备核壳型CdSe/ZnS量子点

在多相体系中制得了CdSe/ZnS半导体量子点,采用X射线粉末衍射(XRD)、电子透射显微镜(TEM)等测试手段对产物进行了表征,结果表明CdSe/CdS量子点尺寸均一、形貌规则,具有立方晶体结构。初步研究了此体系的反应机理,并通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对产物的光学性质进行了分析,结果表明在CdSe量子点外面包覆一定厚度的ZnS壳层后,其激子发射强度和量子效率显著提高。

低浓度掺杂CdSe/ZnS量子点光纤光致荧光光谱特性研究

制备了一种半导体量子点CdSe/ZnS低浓度掺杂的光纤,测量了不同掺杂浓度和不同光纤长度下光纤出射端的光致荧光光谱,分析了掺杂光纤长度和浓度对量子点光纤荧光光谱特性的影响.结果表明,与掺入光纤前相比,光纤中的量子点荧光发射峰值波长出现红移.在掺杂光纤长度为1～20cm和掺杂浓度为(0.33～2.5)×10-2mg/mL的实验范围内,红移量随着掺杂光纤长度的增加和掺杂浓度的提高而增大.对给定的激励功率,荧光发射峰值强度对应有一个最佳的量子点光纤长度.对于给定的量子点光纤长度,荧光发射峰值强度对应有一个最佳的量子点掺杂浓度.

基于CdSe/ZnS量子点构建乙酰甲胺磷荧光检测方法研究

本文以CdSe/ZnS量子点为荧光探针,基于乙酰甲胺磷对CdSe/ZnS量子点的荧光猝灭效应,建立了一种可快速测定乙酰甲胺磷的荧光检测方法。通过透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对CdSe/ZnS量子点进行表征。在反应时间为5 min条件下,乙酰甲胺磷的浓度在0.487×10^(-6)~7.225×10^(-6)mol/L范围内与CdSe/ZnS量子点的荧光猝灭强度比值呈良好的线性关系(R2=0.9987),方法检出限为2.55×10^(-7)mol/L。在2.0、5.0μmol/L加标水平下的回收率为94.5%~102.8%,相对标准偏差(RSD,n=5)小于4%。该方法选择性好,灵敏度高,可用于水果和蔬菜中农药乙酰甲胺磷的快速检测。

CdSe/ZnS量子点在倏逝波光纤pH传感中的应用

将新型量子点荧光传感技术与光纤倏逝波传感技术相结合,发展了一种基于量子点荧光效应并结合倏逝波传导进行溶液酸碱度检测的新型传感技术,具有灵敏度高、检测速度快、便于微环境检测、可实现远程探测、实时监测和原位分析等特点。详细介绍了用于倏逝波传感的锥柱组合型光纤荧光探头的制备方法,量子点在光纤探头表面的修饰流程,光谱与强度两种光纤pH传感平台的建立,并分别从响应范围、线性度、重复性和稳定性等方面对CdSe/ZnS量子点应用于光纤pH传感进行了评价。结果表明,在pH值为2~12的范围内,CdSe/ZnS量子点的荧光光谱信号的峰位在强酸和强碱的情况下都会产生红移,且红移量随pH值的变化呈线性关系,其量子点荧光强度信号随pH值的减小呈线性降低关系,通过在强酸和强碱下交替测试的实验表明其具有较好的重复性,利用荧光强度传感平台进行实时监测的实验表明其具有较好的稳定性。因此,将CdSe/ZnS量子点用于倏逝波光纤pH传感具有可行性,在生物化学、环境监测、医学临床、食品安全等领域的pH值测量方面有着广泛的应用前景。

硫代水杨酸修饰的CdSe/ZnS纳米晶的合成及应用研究

以硫代水杨酸作为修饰剂,合成了水溶性的CdSe/ZnS纳米晶.合成最佳条件为:CdSe与包覆层ZnS摩尔比为1∶8,pH值为11.00、回流时间为45 min、回流温度为80℃.从透射电子显微镜看到该纳米晶外观是独特的树枝形;紫外吸收光谱和荧光光谱表明CdSe/ZnS纳米晶比单一的CdSe纳米晶具有更好的发光特性;荧光强度在3个月内变化不大.在最佳实验条件下,将合成的CdSe/ZnS与牛血清白蛋白(BSA)作用,测得体系相对荧光强度与BSA质量浓度呈线性关系,线性响应范围为2.56～15.0 mg/L,线性方程为ΔF=101.17C-11.29(C为BSA质量浓度,单位是mg/L),R=0.996 2,检出限为0.64 mg/L.

基于CdSe/ZnS量子点薄膜结构的高双折射光子晶体光纤的色散与损耗控制

基于有限元法,设计了一种六边形排列含CdSe/ZnS量子点薄膜结构的高双折射光子晶体光纤,分析了具有不同厚度CdSe/ZnS量子点薄膜光子晶体光纤的色散及损耗特性.结果表明,含CdSe/ZnS量子点薄膜结构的光子晶体光纤在x和y方向均存在基模.当泵浦光波长逐渐增加时,具有相同厚度CdSe/ZnS量子点薄膜光子晶体光纤的双折射值逐渐增大,x和y方向总色散先增大后减小且存在两个零色散点,损耗逐渐增大并在可见光波段趋近于零;具有不同厚度CdSe/ZnS量子点薄膜光子晶体光纤随CdSe/ZnS量子点薄膜厚度的增加,在相同泵浦光波长处,双折射值逐渐减小,x和y方向总色散逐渐减小且两个零色散点逐渐靠近,损耗逐渐增大.通过沉积不同厚度CdSe/ZnS量子点薄膜和选择合适泵浦光波长,可有效控制光子晶体光纤的色散和损耗.

11-巯基烷酸修饰的核/壳量子点CdSe/ZnS的合成及分析应用研究

以11-巯基烷酸作为修饰剂,在水相中合成了CdSe/ZnS量子点荧光探针(QDs),并将其用于测定牛血清白蛋白。从透射电子显微镜看到该量子点外观近似球形,粒径约为15nm。该核/壳量子点紫外吸收峰为460nm,荧光发射峰为548nm,其荧光强度比单核量子点增强2.1倍。而且在至少40d里,荧光强度基本保持稳定。在最佳条件下,实验表明了CdSe/ZnSQDs-BSA体系的荧光强度与BSA浓度呈线性关系,线性响应范围为10.0～50.0mg/L,线性方程为ΔF=141.29+1.259c(c:mg/L),r=0.9991。该方法应用于合成样品的测定中得到满意的结果。

水溶性量子点CdSe/ZnS与蛋白质非特异性相互作用研究

研究了巯基乙酸修饰的水溶性量子点CdSe/ZnS与不同蛋白质的非特异性相互作用。发现牛血清白蛋白,卵清蛋白,血红蛋白和免疫球蛋白G均能增强巯基乙酸修饰的水溶性量子点CdSe/ZnS的荧光,而细胞色素C却使量子点的荧光猝灭;探讨了量子点与蛋白质作用导致荧光强度变化的原因。这些结果表明,在使用巯基乙酸修饰的水溶性CdSe/ZnS量子点作为生物探针时,必须要考虑不同蛋白质与量子点的非特异性相互作用。

量子点CdSe/ZnS的浓度对其荧光的影响研究

影响量子点荧光特性除了量子点尺寸因素外,其溶液浓度也会对其荧光特性起很重要的作用。但到目前,还未见到有关量子点CdSe/ZnS在溶液中浓度对其荧光影响的详细报道。为了掌握影响量子点CdSe/ZnS荧光特性的因素及其物理机制,利用紫外-可见吸收光谱仪和荧光光谱仪测量了尺寸为4nm的量子点CdSe/ZnS在氯仿中不同浓度下的吸收光谱和荧光光谱,并侧重研究了量子点CdSe/ZnS的浓度对其发光特性的影响并分析了其物理机制。结果表明量子点对光谱的吸收随其浓度的增加而增大,但其发光却具有一个最佳浓度2μmol·L-1。当量子点的浓度>2μmol·L-1时,量子点的荧光强度随着量子点浓度的增加而降低,而当量子点的浓度<2μmol·L-1时,量子点的发光强度则随其浓度的降低而降低。其原因主要有两个:(1)荧光猝灭效应;(2)荧光发射与光吸收的竞争效应。当量子点的浓度>2μmol·L-1时,由于量子点之间相距太近(仅为94nm)而引起了荧光猝灭效应,且其荧光猝灭效应随量子点间距的减小而增大,且因为吸收过大,导致受激的量子点并未增加,因此,其荧光随浓度的增加而降低。而当量子点的浓度<2μmol·L-1时,因为量子点之间的距离足够大,不再引起荧光猝灭效应,其荧光强度取决于单位体积内的量子点的个数,单位体积内量子点的个数越多,其发光强度越强。因此其发光强度随量子点溶液的浓度降低而降低。

基于CdSe/ZnS核壳量子点薄膜的荧光温度传感器

设计了基于CdSe/ZnS核壳量子点薄膜发光谱温变特性的温度传感器。在30~160℃温度范围内,CdSe/ZnS核壳量子点的光致荧光(PL)谱随温度呈现规律性变化。温度升高时,PL谱自参考峰值强度减小、峰值波长增大、半峰全宽增大;而且PL谱自参考峰值强度、峰值波长和半峰全宽温变特性分别非常符合一次、一次和二次拟合函数关系,其对应的相关性指数R2均达到96.6%以上;PL谱峰值波长温变灵敏度达到0.06 nm/℃,分辨率约为0.1℃。同时,采用PL谱自参考峰值强度比单纯的PL谱峰值强度更具有温度测量稳定性和精确性。