一种基于树形分子的量子点荧光强度增强方法与流程

本发明涉及荧光分析技术领域，具体涉及一种利用树形分子实现不同发射波长的两种量子点的荧光强度相互增强的方法。

背景技术：

量子点又称半导体纳米微晶粒，其具有宽激发光谱、发射波长可控等特点。通过调节量子点尺寸可以改变荧光波长，或多个发射波长同时检测不同物质。同时，量子点具备发光效率高、光稳定性好以及不易光漂白等诸多优点，在生物标记、荧光分析检测等领域具有广泛的应用前景。

但是，生物样品浓度低、荧光较弱，当量子点用于生物检测时，为了提高检测的灵敏度，必须增强其荧光强度；由于量子点尺寸小，表面能较高，制备过程中易发生团聚，因此，如何改进量子点制备方法，减少量子点团聚并提高其荧光强度和稳定性，是量子点应用和推广的关键问题。

技术实现要素：

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于树形分子的量子点荧光强度增强方法。

所述基于树形分子的量子点荧光强度增强方法通过如下技术方案实现：

一种基于树形分子的量子点荧光强度增强方法，包括如下步骤：

(一)利用树形分子为稳定剂合成第一量子点；

(二)以其他稳定剂合成发射波长不同的第二量子点；

(三)将两种量子点混合，通过调控其摩尔比实现不同波长量子点荧光相互增强。

优选的，所述第一量子点的制备包括如下的步骤：

(1)向浓度为1.0×10^-4mol/l树形分子溶液中加入1.0×10^-3mol/l的zn²⁺、cd²⁺、hg²⁺或cu²⁺等金属离子溶液，zn²⁺、cd²⁺、hg²⁺或cu²⁺离子与树形分子摩尔比为(1-20):1，溶液的ph为6.8-7.2，超声处理1-3h后，室温搅拌使zn²⁺、cd²⁺、hg²⁺或cu²⁺离子与树形分子配位平衡，得到金属离子与树形分子的络合溶液；

(2)向步骤(1)的溶液中加入与金属离子摩尔数相等的s^2-、se^2-、或te^2-离子溶液，在0-10℃反应1-3h制得树形分子包裹的量子点溶液，透析纯化，低温保存。

优选的，所述步骤(1)中的树形分子的内核为乙二胺、丙烯腈、胱胺二盐酸盐或三乙醇胺。

优选的，所述步骤(1)中的树形分子为4代以上的球形分子，其树杈结构上具有氨基；所述树形分子的末端基团为氨基、羧基、羟基或酯基。

优选的，所述步骤(1)和步骤(2)中的金属离子溶液采用甲醇、水或两者的混合溶液。

优选的，所述第二量子点的制备包括如下的步骤：

(1)zn²⁺、cd²⁺或hg²⁺作为阳离子前驱体溶液，se^2-、te^2-或s^2-作为阴离子前驱体溶液；

(2)加入巯基乙酸、巯基丙酸、巯基乙醇、巯基乙胺、谷胱甘肽、半胱氨酸、硫脲或硫普罗宁等常见稳定剂，调节ph，加热回流前驱体混合溶液制备量子点。

优选的，所述步骤(三)具体包括如下的步骤：

取一定体积的第一量子点和第二量子点，使两种量子点的摩尔比在(0.1-50):1，去离子水定容至相同体积。

本发明是一种基于树形分子的量子点荧光强度增强方法，主要放大了量子点的荧光信号，具有以下特点；利用树形分子的内空腔合成量子点，一个树形分子可以容纳多个量子点，放大了单一量子点的荧光信号；利用树形分子的枝杈结构，可以减少量子点自碰撞能量损失，增强量子点的荧光强度；利用树形分子作稳定剂合成的量子点，尺寸均匀、分散性好，通过调节金属离子与树形分子的摩尔比，可以有效控制量子点的尺寸，实现量子点发射波长的可调可控；利用树形分子合成的量子点，表面带有大量的官能团，能够外接多种物质，并且树形分子生物兼容性好，可以将其合成的量子点应用于生物领域；利用树形分子合成的一种量子点，与其他稳定剂合成的另一种量子点混合，通过控制混合的摩尔比，达到不同波长量子点荧光相互增强的效果；本发明的两种量子点可以设计成双探针，用于同时检测两种物质。

附图说明

图1是本发明提供的原理图。

图2是本发明提供实施例一的不同浓度的cdte/cds量子点对cds-pamam量子点的荧光增强效果图。

图3是本发明提供实施例一的不同浓度的cds-pamam量子点对cdte/cds量子点的荧光增强效果图。

图4是本发明提供实施例一的cds-pamam量子点和cdte/cds量子点以摩尔比为4.7:1混合的效果图。

图5是本发明提供实施例二的不同浓度的cdse/zns量子点对cds-pamam量子点的荧光增强效果图。

图6是本发明提供实施例二的不同浓度的cds-pamam量子点对cdse/zns量子点的荧光增强效果图。

图7是本发明提供实施例二的cds-pamam量子点和cdse/zns量子点以摩尔比为3.7:1混合的效果图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明，但是本发明的范围不受这些实施例的限制。

具体实施例1

本实施例提供了一种基于树形分子的量子点荧光强度增强方法，具体包括如下步骤：

(1)以g4.0末端为氨基的pamam树形分子为内模板合成cds量子点：往浓度为1.0×10^-4mol/lpamam树形分子甲醇溶液中加入1.0×10^-3mol/l氯化镉甲醇溶液，(ncd²⁺:npamam＝10:1)，调节溶液的ph约为7.0，然后超声1h，接着在室温下搅拌24h，得到cd²⁺离子与pamam树形分子的络合溶液；再往络合溶液中加入s^2-离子甲醇溶液，(ncd²⁺:ns^2-＝1:1)，然后在4℃反应1h得到树形分子包裹的cds量子点溶液，最后将量子点进行透析纯化，放于冰箱4℃保存；

(2)合成cdte/cds核壳量子点：

合成nahte前驱体：将0.0638gte粉和0.0420gnabh4溶解在1ml去离子水，搅拌反应至上层为无色透明溶液，下层为白色粉末。

合成cdte核：将0.0285gcdcl2·2.5h2o溶解在25ml去离子水；加入20.5μl巯基乙酸(mpa)，将ph调至9.0-11.0，在氮气的保护下加入15μlnahte前驱体，然后通n215min，放入冰箱4℃避光保存，过夜。

合成壳：往三口烧瓶中加入2.4ml，25mmol/lcd²⁺/mpa混合液，(ncd²⁺:nmpa＝1:2)，以及17.6mlcdte核，将ph调为9.0-11.0，于90℃下反应8h，然后放冰箱4℃避光保存。

(3)探究cds-pamam量子点的荧光增强最佳摩尔比

往1.5ml离心管中加入100μlcds-pamam量子点，(平行加4份)，再加入不同体积的cdte/cds核壳量子点，最后均用去离子水定容至200μl，使cdte/cds量子点和cds-pamam量子点混合的摩尔比分别为0.06:1、0.1:1、0.17:1、0.2:1，然后测定混合溶液的荧光，随着cdte/cds核壳量子点的量的增大，cds-pamam的荧光逐渐增强，当摩尔比为0.2:1时达到极值，继续增加cdte/cds核壳量子点的量与摩尔比为0.2:1时一致(结果如图2所示)；

(4)探究cdte/cds量子点的荧光增强最佳摩尔比

往1.5ml离心管中加入100μlcdte/cds核壳量子点，(平行加4份)，再加入不同体积的cds-pamam量子点，最后均用去离子水定容至200μl，使cds-pamam量子点和cdte/cds核壳量子点混合的摩尔比分别为：0.5:1、1:1、3:1、4:1，然后测定混合溶液的荧光，随着cds-pamam量子点的量的增大，cdte/cds的荧光逐渐增强，当摩尔比为4:1时达到极值，继续增加cds-pamam量子点的量与摩尔比为4:1时一致(结果如图3所示)；

(5)图4是cds-pamam量子点和cdte/cds量子点以摩尔比为4.7:1混合的荧光效果图，以及稀释到相同浓度的cds-pamam量子点和cdte/cds量子点空白荧光图。

具体实施例2

本实施例提供了一种基于树形分子的一种增强量子点荧光强度方法，具体包括如下步骤：

(1)以g4.0末端为氨基的pamam树形分子为内模板合成cds量子点(参照实施例1)；

(2)合成cdse/zns量子点(参考文献^[1])：

合成nahse前驱体：将0.0316gse粉和0.0632gnabh4溶解在1ml去离子水中，搅拌反应至黑色粉末消失。

合成cdse/zns量子点：往三口烧瓶加入40ml，0.02mol/l氯酸镉和0.21mlmpa，调节溶液ph为(9.0-11.0)，在氮气保护下加入1mlnahse前驱体，将该溶液于96℃加热3h。然后，将2ml的0.01mol/l乙酸锌和2ml的0.01mol/l硫化钠交替加入到上述溶液中。最终的溶液继续在96℃回流48h，然后放冰箱4℃避光保存。

(3)探究cds-pamam量子点的荧光增强最佳摩尔比

往1.5ml离心管中加入100μlcds-pamam量子点，(平行加4份)，再加入不同体积的cdse/zns量子点，最后均用去离子水定容至200μl，使cdse/zns量子点和cds-pamam量子点混合的摩尔比分别为：1:0.13、1:0.19、1:0.25、1:0.38，然后测定混合溶液的荧光，随着cdse/zns核壳量子点的量的增大，cds-pamam的荧光逐渐增强，当摩尔比为1:0.38时达到极值，继续增加cdse/zns核壳量子点的量与摩尔比为1:0.38时一致(结果如图5所示)；

(4)探究cdse/zns量子点的荧光增强最佳摩尔比

往1.5ml离心管中加入100μlcdse/zns量子点，(平行加4份)，再加入不同体积的cds-pamam量子点，最后均用去离子水定容至200μl，使cds-pamam量子点和cdse/zns量子点混合的摩尔比分别为：0.53:1、1.1:1、1.6:1、3.7:1，然后测定混合溶液的荧光，随着cds-pamam量子点的量的增大，cdse/zns的荧光逐渐增强，当摩尔比为3.7:1时达到极值，继续增加cdse/zns量子点的量与摩尔比为3.7:1时一致(结果如图6所示)；

(5)图7是cds-pamam量子点和cdse/zns量子点以摩尔比为3.7:1混合的荧光效果图，以及稀释到相同浓度的cds-pamam量子点和cdse/zns量子点空白荧光图。

以上的实施例仅为本发明的优选实施方案，需要指出，对于本领域普通技术人来说，在不脱离本发明的前提下进行的部分改进，仍处于本发明的保护范围之中。