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《同济大学》 2008年
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荧光纳米微粒在微球表面的组装

孙颖  
【摘要】: 半导体纳米晶,也称为量子点(Qds),与有机染料相比,量子点具有发射峰窄且可调、光化学性质稳定、发光效率高等独特的光学性质。不同尺寸的纳米晶的吸收光谱可以从阈值一直延续到远紫外,用单个激光器即可同时检测多个标记物。传统的金属有机化学法合成的半导体纳米晶不能直接用于生物标记,而水相合成法制备的半导体纳米晶具有成本低、无毒、生物兼容性好的优点,但是早期在水相中合成的纳米晶的荧光产率很低。通过在核表面生长晶格匹配、宽带隙材料形成核壳结构,可以大大提高半导体纳米晶的量子产率。将纳米粒子由材料转化为器件的过程中,必须将纳米粒子以某种方式固定或与其它基体复合起来,组装成预定二维结构的纳米有序薄膜。本论文围绕水溶性核壳结构的CdTe/CdS半导体纳米晶的制备,以及CdTe纳米晶在聚苯乙烯微球表面的仿生组装做了一系列有特色的研究,得到了一些创新性结果。本论文的研究内容和得到的主要结论如下: (1)用巯基丙酸为稳定剂,通过改变回流时间,在水相中合成了一系列具有核壳结构的CdTe/CdS半导体纳米晶,采用TEM、紫外.可见分光光度计和荧光光度计对其性质进行了表征。所得到的CdTe/CdS纳米晶粒径分布均匀,在水溶液中具有良好的分散性;荧光光谱中发射峰窄而尖锐;随着回流时间的延长,纳米晶溶胶的荧光强度呈增大-平稳-降低的趋势;而发射峰的红移则说明纳米晶的尺寸在逐渐增大。 (2)利用CdTe半导体纳米晶和PDDA,PSS溶液为原液,采用静电自组装方法进行仿生组装,在聚苯乙烯微球表面成功制备了PDDA/PSS/PDDA/CdTe多层膜。利用荧光光度计对其光学性质进行了表征,研究了薄膜层数、CdTe半导体纳米晶粒径大小对其性质的影响。所得到的PDDA/PSS/PDDA/CdTe多层膜具有良好的光致发光性;随着组装层数的增加,薄膜的荧光强度增大;薄膜发射峰的位置随着CdTe纳米晶粒子的增大而红移,这一规律和CdTe纳米晶在水溶液中的变化规律一致。 (3)通过在纳米晶和纳米晶薄膜的制备过程中添加金属离子,探讨了金属离子的掺杂对纳米晶及纳米晶薄膜光学性质的影响。实验发现,大多数金属离子对纳米晶荧光性能都有不同程度的猝灭作用,但Zn~(2+)的添加却会增强纳米晶的光致发光性能。当Zn~(2+)浓度为1×10~(-3)mol/L时,促进作用最为明显。 (4)利用静电自组装原理,以表面包覆有纳米晶薄膜的聚苯乙烯微球为标记物,对Goat anti-Rb IgG/FITC和Rabbit IgG进行了荧光标记。结果发现,标记有荧光微球的Goat anti-Rb IgG/FITC的荧光谱图中同时出现了FITC和纳米晶的特征峰;而标记有荧光微球的Rabbit IgG则会随着Rabbit IgG数量的不同引起光谱中象征抗体的荧光峰强度的变化,从而验证了荧光标记的实现。
【学位授予单位】:同济大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TB383.1

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