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量子点作为生物荧光标记物不同的制备方法及硅烷化的QDs介绍

时间:2021-09-15 17:28:02       浏览:40

量子点(Quantum dot)材料是一种纳米级别的半导体材料,三个维度尺寸均在纳米数量级。量子点一般为球形或类球形,其直径常在2-20 nm之间,主要由ⅡB-ⅥA、ⅢA-ⅤA或者ⅣA-ⅥA族元素构成。

 

 

水溶性量子点的制备

采用胶体化学法在有机体系中制备量子点,其疏水表面限制了量子点在生物环境中的应用。因此在与生物分子偶联之前,必须先将其表面用一定的双功能基团修饰,使其具备一定的水溶性同时又能与生物分子偶联。

方法一:

1、 直接用3-(巯基丙基)三氧甲基硅烷(MPS)取代氧化三辛基磷(TOPO)保护的(CdSe)ZnS量子点上的TOPO分子

2、 再将三氧甲基硅烷水解,便在量子点的表面形成了一层带有二氧化硅/硅氧烷的壳

3、 后再将量子点与一些双功能的甲氧基化合物(如氨基丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基丙基脲等)反应,便制成了水溶性的量子点。

 

方法二:

1、 直接吸附一些双功能配基,如Chan等将巯基乙酸和一种有机碱加入到TOPO保护的量子点的氯仿溶液中

2、 有机碱将巯基和羧基上质子夺去后,量子点表面的Cd2+和Zn2+可通过静电引力与巯基乙酸相结合,量子点便可以从有机溶剂中沉淀出来,从而获得水溶性量子点。

 

 

硅烷化的QDs有很好的稳定性,但是每次只能制得微克量级的量子点,而且在中性pH条件下,量子点表面残留的硅氧基易导致凝胶或沉淀生成。相应地,通过直接吸附巯基乙酸虽然每次可获得数克水溶性量子点,但巯基乙酸不稳定,很容易从量子点表面脱附,从而导致量子点团聚和沉淀。

 

两种制备方法:

一种方法是通过疏水作用和离子相互作用在量子点表面包被一层蛋白质,初步结果表明蛋白质包被的QDs在缓冲液中至少能稳定存放两年,其量子产率也与在氯仿中制得的QDs差不多;

 

另一种方法是先制备内部镂空的高分子小球(micell),然后将量子点装入高分子小球的孔隙中,如将未进行任何表面改性的(CdSe)ZnS量子点直接装入由聚乙二醇(PEG)、磷脂酰乙醇胺(PE)和磷脂酰胆碱(PC)混合组成的磷脂高分子微球的疏水核心,这样制成的量子点微球大小均匀,形状规则,几乎不存在团聚情况。

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