[发明专利]一种水溶性ZnSe量子点的微波制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料及生物分析检测技术领域，具体涉及一种水溶性ZnSe量子点的微波制备方法。

背景技术

量子点，是一类由II-VI族或III-V族元素组成的半径小于或接近激子波尔半径的半导体纳米晶粒。半导体纳米晶具有量子尺寸效应，其光学性质随粒子尺寸变化而改变，同时其发光效率与体相材料相比也有很大的提高。1998年Alivisatos和Nie等分别首次报道了利用半导体纳米晶替代有机荧光染料作为生物分子标记物，成功地标记了铁转移蛋白和免疫球蛋白等(Alivisatos，A.P.；et，Science 1998，281，2013-2016；Nie，S.M.；et，Science 1998，281，2016-2018)，预示了纳米晶在生物标记检测中的巨大应用潜力。传统生物荧光染料常用的有嗅乙锭、诺丹明等，只能进行单色标记，且其稳定性差，灵敏度也受限制；而荧光半导体纳米材料作为荧光标记物与生物荧光染料相比，具有荧光谱线窄、发光效率高、发光颜色可调、可进行多色标记，并且光稳定性好等一系列优点。

实际应用中需要的半导体纳米晶必须具有好的发光性能(发光效率高，荧光光谱半峰宽窄，稳定性好)，要将半导体纳米晶应用于生物标记，还要求其具有良好的生物相容性。因此，制备发光性能优良的水溶性量子点成为近年来的研究热点。通过科学家的不断努力，目前已经可以通过传统水热法、高温水热法以及微波辐射法在水相中直接制备得到性能优良的量子点(Rogach，A.L.；et.J.Phys.Chem.B 2002，106，7177-7185；Bai，Y.；et.Adv.Mater 2003，15，1712-1715；Wang，L.H.；et.Adv.Mater 2008，20，3416-3421)，但类型主要集中在发光颜色从绿色到红色(即最大发光波长从500纳米到620纳米)的水溶性量子点(如：CdTe量子点，CdTe/CdS量子点，CdTe/CdS/ZnS量子点)，至于发光颜色为蓝光的水溶性量子点则很少有报道。这在很大程度上限制了量子点的进一步广泛应用。ZnSe也是一种典型的II-VI族半导体，而且其宽带间隙(band gap)较大，因此ZnSe量子点在紫外激发下可以发射较纯的蓝光。而在以往的报道中(Shavel，A.；et.J.Phys.Chem.B 2004，108，5905-5908)，ZnSe NCs的制备相比CdTe NCs更困难，荧光量子效率较低。

因此，本领域迫切需要提供一种水溶性ZnSe量子点的制备方法，通过这种制备方法得到的ZnSe量子点的荧光量子效率高。

发明内容

本发明旨在提供一种水溶性ZnSe量子点及其制备方法和用途。

在本发明的第一方面，提供了一种水溶性ZnSe量子点的制备方法，所述的方法包括步骤：

(1)将硒氢化钠(NaHSe)溶液和作为锌源的溶液混合得到ZnSe前体溶液；和

(2)将ZnSe前体溶液进行微波加热，得到水溶性ZnSe量子点，所述的微波加热条件为：微波功率50W-300W，加热时间1分钟-30分钟，加热温度70-120℃；

所述的作为锌源的溶液选自锌盐、氧化锌、或氢氧化锌。

在另一优选例中，所述微波功率为50W-180W。

在另一优选例中，所述的作为锌源的溶液中还含有谷胱甘肽(GSH)。

在另一优选例中，在ZnSe前体溶液中下列物质的摩尔比是Zn²⁺∶HSe^-∶GSH＝1∶(1.0-3.0)∶(0.2-0.5)。

在另一优选例中，所述的锌盐选自氯化锌、碘化锌、溴化锌、硝酸锌、高氯酸锌、氯酸锌、碘酸锌、硫酸锌、或碳酸锌。

在另一优选例中，作为锌源的溶液pH8-12。

在另一优选例中，所述的方法包括步骤：

(a)将摩尔比为15-20∶1的硼氢化钠NaBH₄和硒粉在水中混合，得到NaHSe溶液；

(b)将NaHSe溶液、作为锌源的溶液和GSH溶液混合，得到ZnSe前体溶液；和

(c)将ZnSe前体溶液进行微波加热，得到水溶性ZnSe量子点，所述的微波加热条件为：微波功率50W-300W，加热时间1分钟-30分钟，加热温度70-120℃。

在另一优选例中，所述的方法包括步骤：

(a)将摩尔比为15∶1至20∶1的硼氢化钠NaBH4和硒粉Se置于水中，在室温下静置反应24-60小时，得到NaHSe溶液；