[发明专利]一种基于长寿命复合量子点的荧光编码微球及其制备方法

权利要求书

1.一种基于长寿命复合量子点的荧光编码微球，其特征在于，包括琼脂糖微球、第一量子点和第二量子点，所述第一量子点和第二量子点通过化学键和所述琼脂糖微球结合；所述第一量子点具有以碲化镉为核，以铜离子掺杂的硫化镉为壳的核壳结构；所述铜离子掺杂的硫化镉中铜离子的掺杂摩尔分数为0.5％～2.0％，所述核的尺寸为1.8nm～2.2nm，所述壳的厚度为2nm～4nm；所述第一量子点的发射波长范围为700nm～910nm，荧光寿命为0.8～1.2微秒；所述第二量子点的发射波长为700nm～820nm，所述第二量子点的荧光寿命为100～220纳秒。

2.如权利要求1所述的荧光编码微球，其特征在于，所述基于长寿命复合量子点的荧光编码微球的粒径为50μm～150μm。

3.如权利要求1所述的荧光编码微球，其特征在于，所述第二量子点为碲化镉/硫化镉量子点或碲化镉量子点。

4.如权利要求1所述的荧光编码微球，其特征在于，所述铜离子掺杂的硫化镉是以外延式生长的方式包覆在所述碲化镉核上形成核壳结构。

5.如权利要求1所述的荧光编码微球，其特征在于，所述第一量子点和第二量子点的质量比为(1～4):(0～4)。

6.一种基于长寿命复合量子点的荧光编码微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

①制备第一量子点，制备方法包括以下步骤：

(1)新制碲氢化钠或碲氢化钾溶液：将摩尔比为(3～6):1的硼氢化钠或硼氢化钾和碲粉溶解于超纯水中，室温反应4～6.5小时，得到碲氢化钠或碲氢化钾溶液；

(2)碲化镉核的制备：

将摩尔比为1:(1.6～2)的镉源和巯基化合物溶于超纯水中配制成混合溶液A，所述混合溶液A中镉离子的摩尔浓度为0.015mol/L～0.035mol/L，调节混合溶液A的pH值至10.5～11.5；然后在无氧环境下，向所述混合溶液A中注入步骤(1)新制的碲氢化钠或碲氢化钾溶液，在4～8℃反应16～24小时，经10000转/分高速离心、乙醇洗涤数次，然后真空干燥得到碲化镉核粉末；

(3)第一量子点的合成：

(a)取步骤(2)制备的碲化镉粉末溶于超纯水作为反应基液，所述反应基液中碲化镉的质量浓度为2g/L～3g/L，然后调节所述反应基液的pH值至10.5～11.5；

(b)将摩尔比为1：2的镉源和巯基化合物溶于超纯水中配制成混合溶液B，所述混合溶液B中镉离子的摩尔浓度为0.05mol/L～0.1mol/L，然后在搅拌条件下，向步骤(a)所述的反应基液中分三次加入所述混合溶液B，采用金属浴加热进行反应，实现铜离子掺杂的硫化镉在所述碲化镉核上的包覆：

第一次加入所述混合溶液B的体积为所述反应基液体积的1/250，反应温度为90℃，反应时间为30min；第二次加入所述混合溶液B的体积为所述反应基液体积的1/50～1/10，反应温度为90～100℃，反应时间为4小时；第三次加入所述混合溶液B的体积为所述反应基液体积的1/25～1/5，同时加入体积为所述反应基液体积的1/10000～1/2000的铜离子浓度为0.1mol/L～0.2mol/L的铜源溶液，反应温度为95～100℃，反应时间为1.5～3小时；然后自然冷却至室温后，即得第一量子点溶液，所述第一量子点溶液经10000转/分高速离心、乙醇洗涤数次，然后真空干燥便得到所述第一量子点；

所述第一量子点具有以碲化镉为核，以铜离子掺杂的硫化镉为壳的核壳结构；所述铜离子掺杂的硫化镉中铜离子的掺杂摩尔分数为0.5％～2.0％；所述核的尺寸为1.8nm～2.2nm，所述壳的厚度为2nm～4nm；

②制备基于长寿命复合量子点的荧光编码微球，制备方法包括以下步骤：

将步骤①制得的所述第一量子点溶于磷酸盐缓冲液或去离子水中形成浓度为2.0g/L～4.0g/L的第一量子点溶液，取第二量子点溶于磷酸盐缓冲液或去离子水中形成浓度为2.0g/L～4.0g/L的第二量子点溶液，将所述第一量子点溶液和所述第二量子点溶液加入到20～40微升的琼脂糖微球水溶液中，静置沉淀3～5分钟，除去上清液，用磷酸盐缓冲液或去离子水清洗数次，得到所述基于长寿命复合量子点的荧光编码微球，所述第一量子点和第二量子点通过化学键和所述琼脂糖微球结合，所述第一量子点的发射波长范围为700nm～910nm，荧光寿命为0.8～1.2微秒，所述第二量子点的发射波长为700nm～820nm，所述第二量子点的荧光寿命为100～220纳秒。