巯基乙酸稳定的CdSe/ZnS核壳结构量子点的制备与表征

用非均相成核原理,在水溶液中制备CdSe/ZnS核壳结构量子点,并研究合成工艺,包括前驱物的滴加方式和用量、CdSe核的水浴反应时间、CdSe与ZnS的摩尔比等因素对CdSe/ZnS核壳结构量子点荧光性能的影响。用透射电子显微镜和X射线衍射仪测试核壳结构量子点的形貌和结构。用紫外吸收光谱与荧光光谱表征CdSe/ZnS核壳结构量子点的荧光性能。结果表明:ZnS壳层在CdSe核量子点表面外延生长,形成了核壳结构;CdSe/ZnS核壳结构量子点的荧光性能明显高于单一的CdSe量子点;合成的工艺条件会显著影响CdSe/ZnS核壳结构量子点的荧光性能。

锰掺杂硫化锌量子点室温磷光检测铅离子

采用锰掺杂硫化锌量子点室温磷光(RTP)探针,基于Pb^(2 1)对其磷光的猝灭现象进行选择性测定,考察了量子点溶液浓度、缓冲液体系及浓度、反应时间、干扰物质等多种因素影响,在最优条件下,即25μmol/L量子点溶液在Tris-HCl(10 mmol/L,pH 7.4)缓冲液中,反应时间为2 min时,检测Pb^(2-)-的线性范围为0 25～1000μmol/L,检出限为0.04μmol/L,方法的精密度和准确度良好。本方法简单、快速、灵敏度和选择性较好,线性范围较宽,可用于96孔板进行高通量检测,并成功应用于生物样品中Pb^(2-)的选择性检测,在稀释5倍人血浆中检测Pb^(2-)的线性范围为5～1000μmol/L,检出限为0.48μmol/L。

量子点在生物医学中的应用

半导体量子点是无机纳米结晶 ,构成于硒化镉核心和硫化锌外壳 .这种荧光标记物的发射光强是常用有机荧光染料的 2 0倍 ,稳定性是其 1 0 0倍 .量子点的发射波长取决于核心粒子的大小 ,而每一种单色量子点的发射波长窄而对称 .这些光学特性使量子点在医学诊断、药物的高速筛选以及基因和蛋白质的高通量分析方面具有广泛的应用前景 .基于量子点的稳定性和生物相容性 ,有可能通过标记不同颜色的量子点到不同的分子 。

基于ZnS量子点荧光淬灭-恢复方法测定还原型谷胱甘肽

水相中合成了3-巯基丙酸保护的非重金属ZnS量子点。根据Ni2+存在的情况下,ZnS量子点荧光强度的恢复程度与谷胱甘肽浓度成正比的现象,建立了基于ZnS量子点荧光淬灭-恢复测定谷胱甘肽的新方法。考察了溶液pH值以及Ni2+浓度对检测体系的影响。在pH 8.5,Ni2+60μmol/L条件下,谷胱甘肽在0～600μmol/L浓度范围内与量子点荧光恢复程度呈良好的线性关系,检出限为3.3μmol/L。本方法可用于实际样品中谷胱甘肽的检测,回收率为94.0%～102.0%。

树形分子包覆的ZnS量子点对潜指纹的荧光标记成像研究

在Zn2+离子与聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子配位的基础上,制备了稳定的PAMAM树形分子包覆的ZnS量子点(quantum dots,QDs),并用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光发射光谱进行了表征。结果表明,Zn2+离子能与PAMAM树形分子发生配位络合作用,且饱和配位时间为6h;在波长365nm紫外光的激发下,PAMAM树形分子包覆的ZnS量子点发射出明亮的蓝色荧光,荧光发射峰约位于450nm。最后,将得到的PAMAM树形分子包覆的ZnS量子点纳米复合材料应用于锡纸上潜指纹的荧光标记成像研究,发现指纹可以被清晰识别,呈现明亮的蓝色荧光指纹。

ZnO/CdS量子点的制备及其荧光性能

研究了用液相法的方法可控合成ZnO/CdS量子点,并通过调节前驱体的比例来制备不同光色的量子点,使ZnO/CdS量子点能够光色可调,成功地得到激发主峰在450-460 nm,发射主峰在600 nm左右的ZnO/CdS量子点,和蓝光复合可以得到暖白光,大大提高白光LEDs的显色性,这说明该量子点在暖白光发光二级管中具有潜在的应用价值.

金属离子修饰的ZnS/PAMAM纳米复合材料的荧光性能研究

用荧光分光光度法研究了Zn2+,Mn2+,Cd2+,Na+,K+,Ag+,Cu2+和Pb2+等金属离子修饰的ZnS/PAMAM树形分子纳米复合材料的荧光发射性能。结果表明:不同金属离子修饰效果不同。Zn2+,Mn2+和Cd2+修饰后,ZnS/PAMAM树形分子纳米复合材料的荧光发射强度有不同程度提高;Ag+,Cu2+和Pb2+的修饰对荧光有不同程度的猝灭作用;而Na+和K+的修饰对荧光发射无明显影响。与修饰前相比,Cd2+离子修饰的ZnS/PAMAM树形分子纳米复合材料标记的潜指纹发射的蓝色荧光更加明亮,与背景反差更加明显。这对提高潜指纹的显现精度和准确率有很好的借鉴价值。

基于Mn掺杂ZnS量子点的室温磷光传感应用的研究进展

与一般有机染料分子相比,半导体材料量子点具有优异的光学性能,在多个领域得到了广泛的应用。量子点具有窄而对称且可调的发射波长、宽激发强吸收、抗光漂白能力强以及水溶性好等诸多优势,引起了研究者广泛关注。为了增加量子点的斯托克斯位移从而很好地避免量子点的自猝灭现象,引入掺杂物是一种很有效的方式。掺杂量子点不仅保留了量子点原有的优点,而且还赋予量子点额外的优异性能。如Mn掺杂ZnS量子点生物相容性好,不含Cd和Hg等有害元素,而且Mn^(2)+的加入使其具有优异的室温磷光特性。磷光检测能很好地避开生物背景荧光的干扰,使得Mn掺杂ZnS量子点能够广泛应用于磷光生物分析。本文综述了Mn掺杂ZnS量子点在室温磷光分析中的研究进展,着重介绍了几种具有启发意义的设计策略,包括其发光机理以及应用于离子、分子以及生物大分子等的检测。

硫化锌量子点/类石墨相氮化碳异质结的制备及应用

采用溶剂热法合成了硫化锌量子点,并成功地与类石墨相氮化碳复合制备了硫化锌量子点/类石墨相氮化碳异质结光电催化剂.通过X射线衍射仪、电子能谱仪、X射线光电子能谱仪、透射电子显微镜、紫外可见分光光度计等仪器分别对样品的结构、组成、形貌、光学性能、电学性能进行了表征分析.结果表明:质量比为1∶9硫化锌量子点/类石墨相氮化碳的光催化活性最高,对罗丹明B的降解速率为0.802 4 h-1;在2.5 h时降解率为86.7%,较纯的类石墨相氮化碳降解率提高了45%.同时探究了不同复合方法对复合材料光电催化活性的影响,结果显示,搅拌复合制备的样品光电催化活性明显高于研磨煅烧制备得到的样品.

功能化Mn掺杂ZnS量子点用于人血清中IgG的低背景磷光检测

通过Mn掺杂ZnS量子点表面的羧基与人IgG表面的氨基进行酰胺缩合,制备了人IgG功能化的Mn掺杂ZnS量子点（IgG-QDs）。通过金纳米粒子和羊抗人Ig G之间的静电相互作用,合成了羊抗人IgG功能化的金纳米粒子。利用IgG-QDs和羊抗人IgG功能化的金纳米粒子之间的荧光共振能量转移效应,建立了人血清中人IgG的室温磷光检测新方法。本方法的线性范围为1~10μg/m L,检出限为0.45μg/m L。由于引入了室温磷光检测,本方法有效避免了机体自发荧光和基质散射光等背景信号的干扰,成功实现了人血清样品中人IgG的检测。

基于Mn掺杂ZnS量子点磷光内滤效应检测β-葡萄糖醛酸酶

高效荧光内滤分析的关键是使猝灭剂的吸收峰与荧光团的激发峰或发射峰最大限度地重叠。本研究将Mn掺杂Zn S量子点(Mn-Zn S QDs)作为内滤体系的荧光体,4-硝基苯-β-D-葡糖苷酸(PNPG)作为吸收体,实现了β-葡萄糖醛酸酶(GUS)的特异性检测。PNPG的吸收光谱与Mn-Zn S QDs的激发光谱大幅重叠,能够高效猝灭Mn-Zn S QDs的磷光。由于Mn-Zn S QDs具有较大的斯托克斯位移(约300 nm),其激发光谱和发射光谱与GUS的酶解产物PNP的吸收光谱几乎无重叠,因而实现了GUS的磷光Turn-on检测。此外,Mn-Zn S QDs具有优异的室温磷光性质,可以避开生物组织荧光背景,从而可有效应用于生物样品分析。据此建立了一种基于内滤效应的GUS磷光探针,实现了对大肠杆菌的测定。本方法在最优的实验条件下对10~300 U/L的GUS有线性响应,检出限为7 U/L,且本策略相对于紫外-可见光谱法有很好的抗基底干扰能力。

低温合成广谱发光CuInS2/ZnS量子点

以二乙基二硫代氨基甲酸锌(ZDC)为ZnS的前驱体材料、三辛基膦(TOP)为主要配体,在温度不高于200℃的条件下合成了广谱发光的核壳结构CuInS2/ZnS(CIS/ZnS)量子点.研究了ZDC用量、壳层包裹温度和配体对CIS/ZnS光学特性及荧光量子产率的影响.结果表明,使用ZDC可在相对较低的温度下实现ZnS的包裹过程,并且随着包裹温度的提高,ZnS的包裹速度明显加快.吸收光谱、荧光光谱及X射线衍射分析结果表明,使用TOP为配体合成的CIS/ZnS量子点的明显吸收峰为其激发吸收峰.使用荧光分光光度计、高分辨透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪和傅里叶变换红外光谱仪对使用不同配体进行壳层包裹得到的样品进行了表征.结果表明,在ZnS的包裹过程中,配体TOP和十二硫醇作为有机层包覆在颗粒表面也会影响量子点的光学性能和晶体生长速度.使用TOP能够加速ZnS的包裹速度,形成的颗粒尺寸均一,其荧光波长可蓝移至550nm.

基于紫外光辐照条件下制备ZnSe/ZnS核壳结构量子点

对传统的水相合成法进行改进,采用更加安全、简便、经济、环保的紫外光辐照方法在室温下合成了ZnSe/ZnS核壳结构量子点。调节pH值、光照时间、反应物配比等实验条件,优化了制备ZnSe/ZnS量子点核壳结构的最佳生长与修饰条件,使其具有良好色散、时间稳定性和发光特性。紫外线照射可以激发自由电子引发化学反应,研究使用了巯基乙酸(TGA)和谷胱甘肽(GSH)作为稳定剂和分散剂,用来控制ZnSe量子点的生长,得到分散均匀的ZnSe量子点。引入的光敏材料是形成ZnS的S源。利用X射线衍射(XRD)、电子显微镜(EM)、能量色散谱仪(EDX)、光致发光光谱(PL)和紫外可见光谱(UV-Vis)对量子点的晶体结构和光学性质进行了表征。结果表明, GSH修饰的ZnSe量子点相比于TGA修饰的ZnSe量子点呈现出更好的稳定性与较少的表面缺陷。ZnS的壳层生长能有效地弥补这一缺陷,但过厚的壳层会导致本征辐射的猝灭。该实验深入探索此类制备方法,并就各类影响因素和合成条件做出细致补充。实验结果结合理论分析得出ZnSe/ZnS核壳结构量子点的最佳合成条件。

Influence of strain on hydrogenic impurity states in a GaN/ Al_xGa_(1-x)N quantum dot

Within the effective-mass approximation, we calculated the influence of strain on the binding energy of a hydrogenic donor impurity by a variational approach in a cylindrical wurtzite GaN/AlxGa1-xN strained quantum dot, including the strong built- in electric field effect due to the spontaneous and piezoelectric polarization. The results show that the binding energy of impurity decreases when the strain is considered. Then the built-in electric field becomes bigger with the Al content increasing and the bin...

一步水热法制备锰掺杂型硫化锌量子点复合纸

以滤纸为复合纸的基底,通过绿色一步水热法将硫化锌量子点(ZnS QDs)和Mn元素掺杂的硫化锌量子点(Mn∶ZnS QDs)与滤纸复合,制得量子点复合纸。复合纸中的ZnS QDs和Mn∶ZnS QDs尺寸均一,晶体结构完整,均匀分布于滤纸纤维表面。当激发光在280 nm^380 nm范围时,ZnS QDs和Mn∶ZnS QDs的复合纸能够产生荧光效应,而Mn:ZnS QDs的复合纸在600 nm-710 nm的激发光作用下能够产生新的荧光现象。

CdS量子点敏化ZnO纳米片的制备与光电性质

采用电化学沉积法在透明导电玻璃(FTO)基底上制备氧化锌(ZnO)纳米片,用KOH溶液刻蚀ZnO纳米片,得到多孔纳米片薄膜,再用化学浴沉积法(CBD)使CdS量子点沉积在ZnO纳米片表面,得CdS敏化的多孔ZnO纳米片薄膜。利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜、电化学工作站研究了复合薄膜的晶体结构、形貌和光电性能。结果表明:KOH溶液刻蚀后的多孔ZnO纳米片光阳极的光电化学转换性能比ZnO纳米片有了明显的提高,光电化学转换效率随着刻蚀时间的延长先增大后减小,刻蚀时间30min时,样品的光电转换效率提高为原来的7.2倍。多孔ZnO纳米片用CdS量子点敏化后,CdS量子点可以紧密、均匀地生长在多孔ZnO纳米片表面,并与ZnO纳米片形成异质结,其光电转换效率均有大幅度的提高,刻蚀60min时的复合薄膜的光电转换效率最高,为1.176%,为量子点敏化太阳能电池的潜在应用提供实验基础。

ZnS量子点微晶玻璃用于X射线高分辨率成像

闪烁体是X射线成像技术中的核心器件,它能将吸收的高能射线(X射线或其他高能带电粒子)转化为可见光,已被广泛应用于医疗诊断、辐射剂量测定和安全检查等领域。目前大多数的商用闪烁体为单晶或薄膜材料,不仅制备工艺复杂、生长周期长、成本高,并且辐照稳定性差,成像效果不佳。通过在透明玻璃基体内原位析出Zn S量子点,探索Zn S量子点微晶玻璃(GC)作为一种成本低、耐候性强的闪烁体在X射线间接成像领域的应用。实验结果表明,在X射线辐照下ZnS GC的发射峰位于518 nm,并利用X成像系统对鱼骨骼和芯片进行成像,由于ZnS量子点在玻璃基体中的均匀分布,结果显示图像轮廓清晰、物体内部结构分明,并且成像分辨率达到18.0 lp/mm。此外,在累积剂量高达288 J/kg的情况下,损坏的ZnS GC闪烁体可通过简单的热处理完全恢复成像性能。ZnS GC作为闪烁体在高分辨X射线成像领域表现出广泛的应用前景。

单相硫化锌量子点制作白光发光二极管(WQLEDs)

制备不含稀土元素、价格低廉且对环境友好的单相量子点发光材料,对于实现白光量子点二极管(WQLEDs)的大规模商业化应用至关重要.用一步水热法合成了硫化锌量子点(ZnS-QDs),其热分解温度高达680℃,荧光量子产率为16.3%.通过紫外吸收光谱和理论计算探讨了ZnS-QDs的锌空位发光机理,并制备出发标准白光的WQLEDs,工作电流在300 mA时的国际照明委员会(CIE)坐标为(0.3725,0.4006),显色指数(CRI)为76.6,相关色温(CCT)为4500 K,三色比(R,G,B)为R=14.6%,G=83.5%,B=1.8%,红绿蓝三种颜色中绿光占比最多,蓝光含量最少,有利于眼睛的保护.该研究实现了使用无稀土掺杂的单相量子点制备WQLEDs的目标.

一步法水相制备Cu–In–Zn–S量子点及其荧光性能

采用简单的一步法制备了水溶性Cu–In–Zn–S(CIZS)四元量子点,利用X射线衍射仪、透射电子显微镜和荧光光谱仪等测试手段研究了反应温度、阳离子浓度和前驱体溶液pH值对样品的物相组成、显微形貌以及荧光性能的影响规律。结果表明:随着反应温度的升高,量子点的结晶度逐渐提高,荧光强度显著增强,当反应温度为95℃时,荧光强度达到了最高值;随着阳离子浓度的逐渐增大,量子点的粒径逐渐减小,导致其发光峰位由634 nm蓝移至617 nm,当阳离子浓度为1.5 mmol/L时,量子点的荧光强度最高。此外,当溶液pH值=5.0时,配体对量子点的表面钝化效果最佳,荧光强度达到最高值。红外光谱表明,量子点表面存在多种功能基团,赋予了量子点优异的水溶性,因此在生物成像领域具有广阔的应用前景。

基于多巴胺-量子点的比色免疫分析法对甲胎蛋白的高灵敏检测

基于抗原抗体识别特异性,以多巴胺-Mn/ZnS量子点(DA-QDs)为反应媒介,紫外可见分光光度计为检测手段,采用柠檬酸钠还原法制备金纳米颗粒(AuNPs),其表面用辣根过氧化物酶(HRP)和羊抗小鼠免疫球蛋白G (IgG)修饰获得功能化二抗(IgG-AuNPs-HRP)作为信号放大标签,构建一种简便高灵敏的检测方法。在最优条件下,甲胎蛋白(AFP)质量浓度在0.1~80 pg/mL范围内,其响应信号与AFP浓度呈良好的线性关系,检出限为0.044 pg/mL。人血清白蛋白中AFP的加标回收率为87.7%~111.5%,相对标准偏差为0.2%~1.4%。