[发明专利]一种金纳米粒子-半导体量子点异质结构手性组装体的制备方法

说明书

技术领域

一种具有等离子手性的金纳米粒子-半导体量子点异质结构组装体的制备方法，属于材料化学技术领域。

背景技术

金纳米粒子与半导体量子点(QDs)异质结构作为一种混合纳米材料，使得贵金属的表面等离子共振活性与半导体量子点的光激发效应等光谱性质相互补充，从而表现出前所未有的物理、化学性质。将金纳米材料与半导体量子点以手性DNA分子组装成二聚体后，一方面由于纳米粒子表面的等离子体共振与手性配体偶极之间的耦合，另一方面由于异质二聚体的不对称结构，使得这种二聚体组装体能够在可见光区表现出强烈的圆二色性。

发明内容

本发明目的是提供一种金纳米粒子-半导体量子点异质结构手性组装体的制备方法，制备出结构均一的，手性信号稳定的金-量子点异质结构组装体。

本发明的技术方案：一种金纳米粒子-半导体量子点异质结构手性组装体的制备方法，包括金纳米粒子的合成，纳米材料的DNA修饰，纳米金-量子点异质结构的形成以及纳米粒子组装成二聚体。本发明选择金纳米粒子与量子点为激元，先在金纳米粒子与量子点表面偶联上单链DNA。然后通过DNA杂交的方法，把金纳米粒子与量子点组装成异质二聚体结构。所用的玻璃仪器都用王水浸泡12h，并用双蒸水清洗，晾干备用，实验中使用的水均为18.2 MΩ的Milli-Q 超纯水。具体工艺步骤：

（1）金纳米粒子的合成：单宁酸还原法

取77.5mL的超纯水加入洁净的三角烧瓶中，向其加入2.5mL浓度为10mmol的氯金酸溶液，混匀后放入60℃水浴中孵育，此为溶液A；另取一洁净的三角烧瓶加入4mL 1%的柠檬酸钠，0.1mL 1%单宁酸，0.1mL 25mmol碳酸钾溶液，再加入15.8mL超纯水，混匀后放入60℃水浴中孵育，此为溶液B；当溶液A与溶液B都孵育至60℃时，将溶液B迅速倒入溶液A中，并在60℃下搅拌2h，至颜色不变为止，即得到10nm的金纳米粒子；

 （2）金纳米粒子与DNA1偶联：

取步骤（1）合成的金纳米粒子13000 rpm离心10min，去上清后，沉淀重悬在100μL超纯水中，并按金纳米粒子:DNA为1:5的摩尔浓度比向溶液中加入巯基修饰的DNA1进行偶联，室温静置24h得到Au-DNA1复合体；

（3）量子点与DNA2偶联：

羧基修饰的硫化锌包裹的硒化镉（CdSe@ZnS）量子点简称QDs，取100μL QDs与碳二亚胺EDC按QDs: EDC摩尔浓度比为1:1000混匀，室温静置2h后，向溶液中加入琥珀酰亚胺NHS，并按摩尔浓度比QDs: NHS为1:100混匀，室温静置2h后，按QDs: DNA2摩尔浓度比为1:5向溶液中加入氨基修饰DNA2进行偶联，室温静置3h得到QDs-DNA2复合体；

（4）金纳米粒子-量子点异质二聚体组装：

将步骤（2）合成的Au-DNA1、步骤（3）合成的QDs-DNA2复合体按摩尔浓度比1:1混匀，室温振荡反应12h，即得到金纳米粒子-量子点异质二聚体结构Au-QDs；

（5）金-量子点异质二聚体的表征

采用电镜表征及圆二色谱对Au-QDs进行表征。

电镜表征：分别取7μL的上述金-量子点异质二聚体结构滴加到碳膜支持的铜网上，在红外灯下进行干燥。透射电镜采用JEOL JEM-2100型号的电镜，其加速电压为200 kV。

所述DNA的编号、序列及长度如表1所示。

表1  DNA的编号、序列及长度