[发明专利]一种大分子多齿配体CdTe量子点的微波辅助合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大分子多齿配体 CdTe 量子点的微波辅助合成方法，属于纳米材料合成以及生物分析检测技术领域。

背景技术

尺寸小于其波尔激子半径的半导体材料呈现出尺寸依赖的光电性能，所以被称作量子点。相对于传统的有机荧光染料，II-VI 族量子点具有发射半峰宽窄，发射波长可调，吸收截面大，吸收范围宽，耐光漂白等诸多优点。自从 Alivisatos 与Nie 等人在1998年报道了使用量子点作为荧光探针用于生物标记以来（Alivisatos et al. Science, 1998, 281, 2013-2016; Nie et al. Science, 1998, 281, 2016-2018），量子点在分子生物学、免疫生物学、临床医学等方面的显示出广泛的应用潜力。

制备 II-VI 族半导体量子点的方法包括有机相和水相两大类。在 1993 年Bawendi 等人使用有机相高温热分解的方法将金属配位化合物前体在热分解制备出了高质量的 II-VI 族半导体量子点（J.Am.Chem.Soc.,1993，8706）。该方法不足之处在于：反应需要高温装置，惰性气体保护，试剂毒性大并且价格高，产量低，得到的量子点表面为憎水烷基链，在许多领域尤其是生物检测的应用中需要进一步表面功能化。1996 年 Weller 等人在水相中制备了CdTe 量子点（Ber.Bunsen-Ges. Phys.Chem.，1996, 100, 1772），随后研究人员发展了普通水相加热法(J. Phys. Chem. B，2002, 106, 7177)、水热法(Adv.Mater.，2003, 15, 1712)、微波辅助法(Chem. Mater. 2007, 19, 359)等多种水相制备技术。水相合成 CdTe 量子点的方法利用水溶性巯基分子作为配体，可以直接用于生物分子的连接，而不需要进一步表面功能化。水相合成相对于有机相方法大大降低了反应温度，原料也相对便宜，对环境污染减小，有利于工业化。然而在实际使用过程中，小分子的巯基配体容易从量子点表面脱落，表现为稳定性不佳，难以长时间存放或者在复杂生物环境中的应用。发展新型的大分子配体，利用多个配位点的协同作用增强配体与量子点表面的相互作用可以提高稳定性。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种利用大分子多齿配体来制备CdTe量子点的方法。

本发明方法，具体步骤如下：

a. 大分子多齿配体的制备：将聚丙烯酸、巯基胺溶于N,N’-二甲基甲酰胺DMF中，再滴加N,N'-二环己基碳二亚胺DCC到N,N’-二甲基甲酰胺DMF溶液中；聚丙烯酸、巯基胺、N,N'-二环己基碳二亚胺DCC的摩尔比为，羧酸基团：氨基：N,N'-二环己基碳二亚胺DCC＝25：（1～10）：（1～10）。在10～60℃下反应1~12 h。以氯仿/丙酮1：1～5：1的混合溶剂沉降，得到作为配体的巯基化聚丙烯酸。

b. 镉源溶液的制备：将巯基化聚丙烯酸和作为镉源的镉盐、镉氧化物或者镉氢氧化物溶于超纯水中，镉源、巯基化聚丙烯酸的摩尔比为，Cd^2＋：巯基＝1：（0.5～5），镉浓度在0.005~0.1 mol/L之间，调节溶液的pH值在7~12之间，制备成含有大分子多齿配体的镉源溶液。

c. 碲源溶液的制备：将摩尔比为1.5：1～5：1的硼氢化钠或硼氢化钾和碲粉置于超纯水中，在0～30℃下反应5～25小时，得到作为碲源的NaHTe或者KHTe水溶液。

d. CdTe前体溶液制备：将步骤b制备的含有大分子多齿配体的0.0005～0.1 mol/L的镉源溶液装入反应容器中，用高纯氮气驱除溶液中的氧气，将步骤c中制备的碲源溶液注入，投料的摩尔比为，Cd^2＋：HTe^－＝1：（0.1~0.5）。

e. CdTe量子点的微波制备：将步骤d中制备好的CdTe前体溶液注入微波反应管中，在微波反应器中加热，得到不同发光波长（可见光区）的CdTe量子点溶液；微波加热条件：微波加热功率为10～1000瓦，加热时间1～60分钟，加热温度50～160℃。

本发明所述的巯基胺可以为巯基乙胺、巯基丙胺、巯基十一胺、半胱氨酸、半胱氨酸甲酯、半胱氨酸乙酯、半胱氨酸异丙酯中的一种，或其中一种的相应的盐酸盐，或其混合物。