[发明专利]近红外发射的CuxS荧光量子点的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水相法制备近红外发射的水溶性Cu_xS（x=1、2）荧光量子点的方法。

背景技术

量子点作为一种优异的新型荧光纳米材料，在生物分析及医学诊断研究中得到了广泛应用，而近红外发射的荧光量子点（QDs ）由于能穿透组织进行深层组织成像且自发荧光背景较低，可用于体内红外成像。常用的近红外荧光量子点主要有Ⅱ-Ⅵ型 (CdHgTe、CdTeSe、CdTeSe/CdS、HgTe)和 Ⅲ-Ⅴ型(InAs、InAsx P1-x)半导体量子点。但这类半导体量子点对细胞具有较大的毒性，寻找较小毒性或无毒性的量子点很有必要。较Ⅱ-Ⅵ型和 Ⅲ-Ⅴ型半导体量子点来说，Cu_xS（x=1，2）的毒性很小或几乎没有。Cu_xS具有良好的催化活性、可见光吸收、光致发光、三阶非线性极化率和三阶非线性响应速度等性能，在太阳能电池、光电转换开关、气敏转感器等领域具有很好的应用前景，但在近红外发射荧光且可用于细胞成像及荧光示踪等生物领域的Cu_xS量子点尚未见报道。目前Cu_xS纳米材料的制备方法主要有化学沉积法、声化学法、水热合成法和微波辐射法等。这些方法一般需要较长的反应时间、较高的温度压力以及特殊的反应装置。因此，寻找反应条件温和、易于操作、使用范围广、成本低的Cu_xS纳米材料的制备新方法尤为重要。本实验采用水相法制备近红外发射的Cu_xS荧光量子点，该法具有简单易行、反应条件温和以及成本低等特点。为其在细胞成像及医学诊断等领域的应用提供了基础。

发明内容

本发明的目的是提供一种近红外发射的水溶性Cu_xS（x=1、2）荧光量子点的制备方法。

具体步骤为：

（1）在温度为0-60℃且合成过程保持搅拌状态的体系中，依次加入100ml去离子水、1.0-8.0ml 浓度为0.1mol/L的CuCl₂·5H₂O溶液及0.6-2.0 mmol L-半胱氨酸修饰剂，待溶解均匀后用1mol/L的氢氧化钠溶液调节体系pH值至5-9。

（2）向步骤（1）所得溶液中加入0.5-4.0ml 浓度为0.1mol/L 的Na₂S·5H₂O溶液，溶液变为棕褐色，得到Cu_xS荧光量子点胶体；利用荧光分光光度计测定不同合成条件（不同修饰剂含量、pH及温度）下溶液的荧光，表明该溶液具有近红外发射荧光的特点，其中最佳激发波长为490nm，最大发射波长位于700-780nm处。

（3）向步骤（2）中所得Cu_xS荧光量子点胶体中加入50-100ml无水乙醇使其聚沉，将所得沉淀收集、洗涤并于50℃真空条件下干燥24小时，得Cu_xS荧光量子点粉末；对得到Cu_xS荧光量子点粉末进行XRD、TEM等表征，表明该粉末为Cu_xS（x=1、2），即CuS和Cu₂S的混合物，其中CuS为正交晶型，Cu₂S为单斜晶型；Cu_xS的形貌为球形微粒，平均粒径为3-5 nm。

本发明设备简单，操作方便，容易控制；所得近红外发光的Cu_xS荧光量子点胶体绿色无毒，能作为荧光探针应用于细胞成像及疾病诊断等生物医学领域。

附图说明

图1为本发明实施例1Cu_xS量子点胶体的荧光图谱。

图中：a为荧光发射光谱，b为激发光谱。

图2为本发明实施例1 Cu_xS量子点粉末的XRD图。

图3为本发明实施例1 Cu_xS量子点粉末的TEM图。

图4为本发明实施例2 Cu_xS量子点胶体在不同L-半胱氨酸用量下（单位：mmol）的荧光发射图谱。

图中：a-0.8；b-1.2；c-1.6 。

图5为本发明实施例3在不同pH条件下所制备的Cu_xS量子点胶体的荧光发射图谱。

图6为本发明实施例4在不同温度下所制备的Cu_xS量子点胶体的荧光发射图谱。

图中：a-0℃；b-25℃；c-37℃；d-60℃。

具体实施方式

实施例1：