[发明专利]一种CdHgTe/CdS核壳量子点的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及荧光纳米材料的合成，更具体涉及一种CdHgTe/CdS核壳量子点的水相光照和水浴同步制备方法，合成出的量子点具有近红外荧光波长，可用于生物标记及活体成像。

背景技术

CdHgTe/CdS核壳量子点作为一种近红外发射量子点，由于对深层组织和器官的检测具有更高的灵敏度和对比度，因而促进了活体动物实时荧光成像技术的发展而成为研究的热点。有机相合成的CdHgTe/CdS量子点不具备亲水性，必须通过配体交换进入水相后再应用于生物体系，其操作过程复杂，条件要求高。水相合成法制备的量子点能够直接用于生物探针，其研究愈来愈受到重视，有关这方面的研究进展很快。其中研究最多的是以巯基配体的水热法合成CdHgTe/CdS量子点。通常的合成方法包括两步，第一步先制备出CdHgTe量子点的前驱体溶液，而后通过水热法加热反应数小时（一般的水浴温度在100℃左右），先得到CdHgTe量子点溶液；第二步，在上述CdHgTe量子点溶液中再加入CdS的前驱体溶液，进一步通过水热反应在CdHgTe量子点表面包壳，最后得到CdHgTe/CdS量子点溶液。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种光照水浴同步合成CdHgTe/CdS核壳结构量子点的方法，该量子点制备工艺比较简单，工艺参数容易控制，所用原料低廉易得，合成出的CdHgTe/CdS核壳结构量子点，发射近红外荧光，可用于生物标记及活体成像。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：

其技术构思是：一种CdHgTe/CdS核壳结构量子点，其组成为：碲粉（Te，天津市科密欧化学试剂开发中心）、氯化镉（CdCl₂·2.5H₂O，上海亭新化工试剂厂）、氯化汞（HgCl₂，贵州省万山特区矿产公司），其它试剂如巯基乙酸（TGA）、硼氢化钾（KBH₄）等均采购于sigma-aldrich公司。

所述的CdHgTe/CdS核壳结构量子点中，碲氢化钾、氯化镉、氯化汞、巯基乙酸的摩尔比率为0.1~0.7：1：0.03~0.30：1.2~4.2，10～40 W的紫外灯和水浴20～60℃下光照20-80 h。

所述的溶液pH值为8~12。

本发明在室温下先制备前驱体溶液，而后通过紫外光照射和水浴同步的方法合成CdHgTe/CdS核壳结构量子点，反应中水浴温度温和，甚至不需要回流，光照过程中也不用通气，极大地简化了合成工艺，克服了一般水热法合成核壳型量子点工艺复杂（先成核再包壳）、操作繁琐、且重复性差的缺点。

一种光照和水浴同步合成CdHgTe/CdS核壳量子点的方法，其步骤如下：

A、 通过硼氢化钾还原碲粉制备碲氢化钾溶液：分别称取0.2700~1.350 g硼氢化钾和0.1276~0.6380 g碲粉于带软塞的试管中，向其中加入9~11 mL去离子水，塞上塞子，于-4.5~-3.5℃冰浴中反应6~12 h，待黑色粉末消失，所得溶液紫色透明，为0.10~0.50 mol/L的碲氢化钾溶液，反应方程式如下：

4KBH₄ + 2Te + 7H₂O → 2KHTe + K₂B₄O₇ +14H₂↑；

B、 称取0.0170～0.5480 g氯化镉晶体和0.005～0.0650 g氯化汞晶体，溶解于180~220 mL去离子水中，得到混合溶液（镉离子浓度为0.003～0.012 mol/L，汞离子浓度为9.0×10^-5～1.2×10^-3 mol/L）

C、 移取0.050～0.583 mL的巯基乙酸，加入到氯化镉和氯化汞的混合溶液中，并用1～5 mol/L的氢氧化钾溶液调节溶液pH值为8~12；

D、 将C步骤中的溶液转移到250 mL三口瓶中，通入惰性气体半小时除去溶解氧，加入新制的0.10~0.50 mol/L 的碲氢化钾溶液 1~5 mL，继续通惰性气体20~50 min使溶液混合均匀，得到CdHgTe/CdS核壳量子点的前驱体溶液，其中：碲氢化钾、氯化镉、氯化汞、巯基乙酸的摩尔比率为 0.1~0.7：1：0.03~0.30：1.2~4.2。