[发明专利]一种水溶性Zn掺杂的CdxZn1-xTe量子点的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生化分析检测技术及纳米材料制备技术领域，具体涉及一种水溶性Zn掺杂的Cd_xZn_1-xTe量子点的制备方法。

背景技术

量子点是一种由II-VI族或III-V族元素组成的、直径在2~10nm之间的无机半导体纳米晶体。由于量子点具有许多优越的荧光性能，使其在生化分析及生物医学领域得到了相当广泛的应用。与此同时，高质量、多功能荧光量子点的合成也逐渐引起了人们的极大关注。目前，人们通过有机相合成方法制备了多种荧光性能优越的量子点。然而，采用有机相合成方法所制得的量子点仅能分散在非极性或极性较弱的有机溶剂中而不能均匀分散在水溶液中，生物相容性差，极大限制了此类量子点在生化分析和生物医学领域内的应用。因此，发展直接在水溶液中合成荧光性能优越、生物相容性好的量子点的制备新方法，逐渐成为量子点合成方面的研究热点。

相较于有机相合成方法，直接在水溶液中合成量子点的方法具有成本低、操作简单方便、反应条件温和的优点，所制备的量子点的荧光性能优越、生物相容性好，能被广泛应用于生化分析和生物医学领域。目前已报道的在水溶液中制备的CdTe量子点主要采用巯基乙酸和巯基丙酸类小分子作为修饰剂，此类小分子不稳定、易挥发出恶臭味且具有致癌性，大大限制了CdTe量子点在生化分析和生物医学领域内的应用。众所周知，Cd是一种有毒的重金属元素，使得制备的CdTe量子点毒性较大、生物相容性较差。因此，研究一种稳定性高、环境友好的修饰剂制备的荧光性能优越、生物相容性好、毒性低的量子点的制备方法将成为生化分析和生物医学领域的关键技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水溶性Zn掺杂的Cd_xZn_1-xTe量子点的制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下。

一种水溶性Zn掺杂的Cd_xZn_1-xTe量子点的制备方法，操作步骤如下：

1.配制碲源的碲氢化钠NaHTe或碲氢化钾KHTe溶液：将摩尔比为2∶1～5∶1的硼氢化钠NaBH₄或硼氢化钾KBH₄和碲粉Te置于水中，在氮气保护下，在70～100°C下搅拌反应1～20h，得到碲氢化钠NaHTe或碲氢化钾KHTe溶液。

2.在三颈烧瓶中配制镉源的镉盐、锌源的锌盐和修饰剂水溶性N-乙酰-L-半胱氨酸溶液，其中Cd²⁺的浓度为0.0005～0.02mol/L，控制Cd²⁺∶Zn²⁺的摩尔比为1∶0.1～1∶1，调节溶液的pH值为8.0～12.0，在氮气保护下，注入步骤1中制备的碲氢化钠NaHTe或碲氢化钾KHTe溶液50μL～8mL，在70～100°C下加热回流5～120min，得到荧光发射波长可调、荧光量子产率高的水溶性Zn掺杂的Cd_xZn_1-xTe量子点溶液。

上述方法的步骤1和步骤2中，反应物中Cd²⁺∶Zn²⁺∶N-乙酰-L-半胱氨酸∶NaHTe或KHTe的摩尔比为1∶0.1～1∶1～3∶0.1～0.8。

上述的反应所用的镉盐为氯化镉、溴化镉或碘化镉。

上述的反应所用的锌盐为氯化锌、溴化锌或碘化锌。

上述的反应所用的碲粉为含量99.8%、规格200目的碲粉。

上述的反应所用的修饰剂为稳定性高、环境友好、生物相容性好的N-乙酰-L-半胱氨酸。

本发明的优点：

1.本发明直接在水溶液中进行Zn掺杂的Cd_xZn_1-xTe量子点的合成，原料易得，成本低，操作简单方便。

2.采用本发明所制备的Zn掺杂的Cd_xZn_1-xTe量子点具有水溶性非常好、荧光发射波长可调（500-650nm）、荧光量子产率高（30-50%）、生物相容性好和毒性低的优点，可作为新型荧光纳米探针应用于生化分析和生物医学领域。

附图说明

图1为本发明制备得到的Zn掺杂的Cd_xZn_1-xTe量子点的荧光光谱图。

图中a~e是实施例2至实施例6中得到的具有不同发射波长的Zn掺杂的Cd_xZn_1-xTe量子点的荧光光谱图。

具体实施方式