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水溶性量子点ZnS:Mn的光学非线性特性研究

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光电子．激光 2007年第4期18卷 443-446页

作者：郑加金张桂兰王小燕马丽娜陈文驹张晓松华玉林南开大学现代光学研究所光电信息技术科学教育部重点实验室天津300071 天津理工大学材料物理研究所天津300191

以Nd:YAG锁模激光器二倍频532 nm激光为泵浦光,用Z-扫描技术详细研究了水溶性量子点ZnS:Mn的光学非线性特性。实验结果表明,ZnS:Mn量子点对532 nm的光存在明显的双光子吸收。重点研究了在双光子吸收区ZnS:Mn量子点的非线性吸收和非线性... 详细信息

以Nd:YAG锁模激光器二倍频532 nm激光为泵浦光,用Z-扫描技术详细研究了水溶性量子点ZnS:Mn的光学非线性特性。实验结果表明,ZnS:Mn量子点对532 nm的光存在明显的双光子吸收。重点研究了在双光子吸收区ZnS:Mn量子点的非线性吸收和非线性折射,求解了不同入射光强下ZnS:Mn量子点的双光子吸收系数、双光子吸收截面、非线性折射率以及三阶非线性极化率,计算得到双光子吸收截面的最大值达10650×***-1,平均非线性折射率为8.22×10-20m2.W-1。分析表明,ZnS:Mn量子点具有长波长的荧光发射、优良的光化学稳定性以及较小的双光子吸收截面,这些特性使其有可能成为双光子荧光分子探针。

关键词： ZnS:Mn 水溶性量子点双光子吸收非线性折射率

水溶性量子点标记狂犬病P蛋白单克隆抗体的研究

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分析化学 2012年第6期40卷 857-861页

作者：赵斌赵肃清周丽华张焜张俊广东工业大学轻工化工学院

利用共价偶联的方式,在水溶性缩合剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基硫代琥珀酰亚胺(Sulfo-NHS)促进作用下,将400μL的2 g/L狂犬病P蛋白抗体与适量的聚丙烯酸修饰后的水溶性硫脲修饰ZnO掺Cd量子点进行共价偶联反... 详细信息

利用共价偶联的方式,在水溶性缩合剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基硫代琥珀酰亚胺(Sulfo-NHS)促进作用下,将400μL的2 g/L狂犬病P蛋白抗体与适量的聚丙烯酸修饰后的水溶性硫脲修饰ZnO掺Cd量子点进行共价偶联反应,经磷酸盐缓冲液(PBS,0.01 mol/L,pH 7.4)透析纯化得到目标偶联物,采用荧光发射光谱、生物质谱、酶联免疫法等对偶联物进行表征。结果表明:偶联后的量子点荧光最大发射波长红移了10 nm,荧光强度随着狂犬病P蛋白抗原浓度的增加而逐渐增强;量子点标记狂犬病P蛋白抗体后的分子离子峰在m/z 67580处,比狂犬病P蛋白抗体分子离子峰增大了1453。由此证实狂犬病P蛋白抗体成功偶联到水溶性量子点上,且结构未受破坏。

关键词：共价偶联狂犬病P蛋白单克隆抗体水溶性量子点

来源：博看期刊

水溶性量子点荧光探针用于水产养殖违禁添加品孔雀石绿残留量测定

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浙江大学学报（农业与生命科学版） 2017年第3期43卷 329-340页

作者：谢晓梅廖敏黄宇叶照金吕婷浙江大学环境与资源学院浙江省亚热带土壤与植物营养重点实验室杭州310058

基于孔雀石绿对水溶性Cd Te/Zn S量子点存在荧光猝灭现象,建立了一种用于水产养殖违禁添加孔雀石绿残留检测的新方法。在p H 8.0、0.065 mol/L的Tris-HCl缓冲溶液及1.60×10^(-4)mol/L的Cd Te/Zn S量子点优化体系中,在0.019 3~1.28 mg/... 详细信息

基于孔雀石绿对水溶性Cd Te/Zn S量子点存在荧光猝灭现象,建立了一种用于水产养殖违禁添加孔雀石绿残留检测的新方法。在p H 8.0、0.065 mol/L的Tris-HCl缓冲溶液及1.60×10^(-4)mol/L的Cd Te/Zn S量子点优化体系中,在0.019 3~1.28 mg/L范围内,孔雀石绿质量浓度与水溶性量子点Cd Te/Zn S的荧光猝灭强度呈良好的线性关系,相关系数r=0.999,检出限为0.005 43 mg/L。该方法可成功用于淡水和海水养殖用水以及鱼肉组织中违禁添加孔雀石绿残留的测定,添加回收率为90.4%~100.3%,相对标准偏差为0.37%~1.01%。该方法对水产品和养殖用水的检测结果与液质联用法的检测结果一致,且假阳性和假阴性率试验结果也均与真实样品一致:说明水溶性量子点荧光探针法对孔雀石绿残留检测特异性较好。通过紫外-可见吸收光谱及共振光散射技术研究孔雀石绿对水溶性Cd Te/Zn S量子点荧光猝灭特征,发现其荧光猝灭机制是Cd Te/Zn S量子点与孔雀石绿相互作用,从而建立起共振能量转移体系。

关键词：水溶性量子点荧光探针孔雀石绿荧光猝灭

水溶性量子点的合成及标记狂犬病P蛋白抗体的研究

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水溶性量子点的合成及标记狂犬病P蛋白抗体的研究

作者：赵斌广东工业大学

学位级别：硕士

水溶性量子点(QD)作为一种新型的生物荧光探针,在免疫生物学和临床检验学等研究中有着广阔的应用前景。与传统有机荧光染料相比,量子点具有宽的激发光谱、发射峰窄而对称、较大的Stokes位移、抗光漂白性能力强、且亮度是有机染料的数十... 详细信息

水溶性量子点(QD)作为一种新型的生物荧光探针,在免疫生物学和临床检验学等研究中有着广阔的应用前景。与传统有机荧光染料相比,量子点具有宽的激发光谱、发射峰窄而对称、较大的Stokes位移、抗光漂白性能力强、且亮度是有机染料的数十倍甚至更多。本论文主要工作是研发出表面带有特定官能团的量子点,同时也研究其光学性质、表面化学、生物活性以及生物应用等。论文主要工作如下：(1)首先在非水稀溶液中采用聚乙烯毗咯烷酮K-30为稳定剂,硫脲为表面修饰剂,制备CA掺杂ZnO水溶性量子点荧光体;同时研究了基质的优化及硫脲含量对ZnO量子点发光性能的影响,Eu和Li的共掺杂对ZnO:Cd量子点发光性能的影响。采用紫外光谱、荧光发射光谱、红外光谱和透射电镜、XRD对样品进行表征。结果表明：经Cd优化基质后、Eu和Li的共掺杂使量子点荧光强度明显增强;硫脲修饰后纳米颗粒分布更加均匀、晶粒更小、荧光光谱蓝移,硫脲修饰的最佳浓度大约为32 mg/mL;该样品XRD衍射峰是馒头峰,属于无定形态;红外光谱图中因硫脲引起的NH2和C-NH2伸缩振动吸收峰分别为3189.0cm-1、1088.2 cm-1,表明硫脲已修饰到量子点的表面,且硫脲的末端氨基可用于量子点与抗体的偶联。(2)采用硫脲修饰的Cd掺杂ZnO量子点为核,再用聚丙烯酸包覆,合成粒径分布均匀、性能稳定的Cd掺杂ZnO水溶性量子点荧光体。采用荧光发射光谱、紫外可见吸收光谱、红外光谱和透射电镜对样品进行表征。探讨了核量子点用不同的修饰剂修饰后对其荧光性能的影响,得到最佳修饰剂聚丙烯酸,并研究了含不同浓度量子点聚丙烯酸溶液的荧光发射光谱。结果表明：聚丙烯酸修饰后量子点粒径分布更均匀,荧光强度增强。红外光谱图中1384.3 cm-1归属于羧基的C-O伸缩振动,1644.5 cm-1归属为酰胺键的C=O伸缩振动,核量子点在聚丙烯酸聚合物溶液中最佳含量为2.67 mg/mL。该量子点制备方法简单易行,具有较好的稳定性及高荧光量子效率,为进一步应用于生物标记奠定基础。(3)研究了水溶性量子点物化性质,并利用EDC和Sulfo-NHS将狂犬病P蛋白单克隆抗体偶联到聚丙烯酸修饰的核量子点上,并利用荧光发射光谱、高性能生物质谱、酶联免疫法等对偶联物进行表征,结果表明：偶联后的量子点荧光最大发射波长红移了10nm,荧光强度随着狂犬病P蛋白抗原浓度的增加逐渐增强,量子点标记狂犬病P蛋白抗体后的分子离子峰在67580处,比狂犬病P蛋白抗体分子离子峰增大了1453。结果证实狂犬病P蛋白抗体成功偶联到水溶性量子点上,且结构未受破坏。这一工作为量子点在生命科学中的推广使用具有重要的指导意义。

关键词：水溶性量子点聚乙烯吡咯烷酮K3O 硫脲聚丙烯酸狂犬病P蛋白抗体

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水溶性量子点和磁性纳米粒子的制备

水溶性量子点和磁性纳米粒子的制备

作者：左超武汉大学

学位级别：硕士

Functional nanomaterials which came into the world with the birth of nanoscience and nanotechnology have been widely applied in the intersection of nanotechnology and biotechnology for their extraordinary properties. Especially for those nanomaterials which can be used for biolabeling, bioimaging, separation in the nanobiomedical research, such as Quantum Dots and magnetic *** of its small radius, strong coercive force, superparamagnetism, excellent dirigibility, magnetic nanoparticles have been successfully used in the diagnosis and treatment o,f disease, separation of *** those magnetic nanoparticles prepared by traditional ways all have limitations such as inhomogeneous radius, easy to aggregate in some degree. Quantum Dots are superior to traditional organic fluorescent dyes for their exceptional fluorescence characteristics, and have been extensively used in the preparation of fluorescent probes, biolabeling and ***, all kinds of present ways of modifying Quantum Dots have some defects such as unstable, complex procedures,nonspecific modification. At the same time, how to integrate magnetic and fluorescent nanoparticles to construct bifunctional or even multifunctional nanodevices is an attractive question in the regime of *** thesis report works as follows: 1) High quality iron-oxide nanoparticle was prepared from simple inorganic salt, result of TEM, XRD shows that the product is in good crystal structure, monodispersed, uniform in radius, size controllable, with excellent magnetic *** method is cheap, with low toxicity, safe, repeatable and convenient to produce, which made it possible to prepare in large batch in lab. 2) Made use of the hydrophobic cavity of cyclodextrin to successfully transfer the Quantum Dots into water *** with other means, this method is easy to handle, low in price, with good repeatability, and the product is with excellent water-solubility and stab

关键词：水溶性量子点磁性纳米粒子生物医学研究纳米科技环糊精生物体系纳米结构超分子化学空腔材料特异性结合凝胶溶胶法交叉与融合重要主体制备方法油酸修饰荧光性质研磨方法学科领域

光催化聚合制备水溶性量子点及光伏电池的研究

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光催化聚合制备水溶性量子点及光伏电池的研究

作者：刘续峰复旦大学

学位级别：硕士

纳米半导体的光催化聚合可用来制备聚合物/无机纳米复合材料,且具有耗能低、清洁污染小,工艺过程简单方便等优点,具有光明的应用前景。本课题探索了光催化聚合在制备水溶性量子点(即是在水相中具有非常好的单分散性的量子点)和光伏电池... 详细信息

纳米半导体的光催化聚合可用来制备聚合物/无机纳米复合材料,且具有耗能低、清洁污染小,工艺过程简单方便等优点,具有光明的应用前景。本课题探索了光催化聚合在制备水溶性量子点(即是在水相中具有非常好的单分散性的量子点)和光伏电池器件中的应用。水溶性量子点:水溶性量子点在生物医学领域,尤其是在细胞的荧光成像上具有非常光明的应用前景。相对于传统的荧光有机染料,量子点具有激发光谱范围宽,发射光谱范围窄,光化学稳定性好等优点。这就使得不同颜色的量子点可以被单一波长的光激发,这就大大拓宽了人们利用它进行成像的空间。相反,不同颜色的染料则需要相应数目的光源加以激发。但是,现在大多数课题组都是在研究含镉元素的量子点,如CdSe、CdTe等,而镉等重金属元素对生物体具有很大的潜在危害,所以有必要合成不含对生物体有危害的重金属元素的、新型的水溶性量子点。ZnS:Mn量子点是一种很好的荧光材料并且不含有对生物体有毒性的重金属元素,可现在还没有制备出具有较高荧光量子效率的水溶性ZnS:Mn量子点。本论文通过光催化聚合这一新的方法在ZnS:Mn粉体量子点的表面原位引发丙烯酸(AA)单体的聚合,最终形成单分散、水溶性的ZnS:Mn量子点。并对其分散性、荧光性能、界面结构以及聚合机理进行了细致地研究。主要研究结果如下: (1)通过化学共沉淀法成功地合成了具有闪锌矿晶型的ZnS:Mn纳米粉体,XRD的表征结果证明,合成的粉体具有很好的纳米特征。通过光催化聚合反应可以在ZnS:Mn纳米粉体表面原位引发丙烯酸单体聚合,在聚合过程中可以将刚开始团聚的纳米粉体打开,最终形成单分散、水溶性的量子点。 (2)透射电镜、紫外-可见吸收光谱以及荧光光谱表明,合成的水溶性量子点具有非常好的单分散性,尺寸均一,没有任何团聚现象,并且具有很高的荧光量子效率。 (3)H-NMR的结果证实了,通过光催化聚合得到的PAA为无规构型,这符合普通自由基聚合的特征。拉曼光谱的结果说明,PAA包覆在量子点的表面,并且与量子点之间具有较强的相互作用。 (4)ZnS:Mn纳米粉体光催化聚合丙烯酸的机理如下:ZnS:Mn纳米粒子吸收光能后产生空穴,空穴与粒子表面的水分子反应生成羟基自由基。在实验条件下,丙烯酸单体发生部分电离,带负电荷;粒子表面带正电荷。这样丙烯酸与粒子之间就会存在静电吸引相互作用,导致粒子的表面吸附上一层丙烯酸。这时,粒子表面的羟基自由基就可以原位在粒子的表面引发丙烯酸聚合,聚合增长的聚丙烯酸链就可以通过机械力促使团聚粒子再分散,从而最终形成单分散的水溶性ZnS:Mn量子点。光伏电池:当前可再生能源不断消耗,人类面临的能源压力持续加剧,研究发展光伏电池具有显而易见、非常重要的战略意义。而二氧化钛/共轭聚合物型光伏电池因其具有制作工艺简单、较好的稳定性而受到人们的广泛关注。在这种结构的光伏电池中,二氧化钛与共轭聚合物的界面性质成为影响电池器件效率的关键因素。提高它们之间的界面结合以及增大它们之间的接触面积,成为这类器件研究的主要方向。所以,在这种类型的光伏电池中,通常制备纳米多孔二氧化钛,然后将共轭聚合物渗入二氧化钛的孔中,以增大它们之间的接触面积。目前,存在的主要问题是共轭聚合物不能很好的填充纳米多孔二氧化钛膜的孔径中;而且填充到二氧化钛膜孔径中的共轭聚合物只能形成线团结构,并不能形成规整的π堆积,这就会使其空穴传输率下降。另外,在这种类型的光伏电池中,为了提高共轭聚合物的溶解性,通常会在聚合物上接枝侧链,这样也会导致共轭聚合物的导电性下降。所以,这些因素就限制了此类光伏电池性能的提高。导电聚合物聚吡咯(PPy)不仅空气稳定性好,而且电导率高,是很好的空穴传输材料,可应用于全固态光伏电池中。本论文通过光催化聚合在纳米多孔二氧化钛膜上原位聚合吡咯单体,形成二氧化钛/聚吡咯复合薄膜,然后再将其组装成光伏电池。并对二氧化钛/聚吡咯复合薄膜的界面结构,光伏电池的光电性能以及影响光电性能的因素进行了细致地研究,主要研究结果如下: (1)通过光催化聚合成功地在纳米多孔TiO膜的表面原位聚合吡咯单体,形成多孔TiO/PPy纳米复合薄膜。扫描电镜证实,PPy填充到多孔TiO膜的孔径中,这样就大大提高了它们之间的接触面积,同时解决了PPy不溶不熔、难操作的问题。 (2)成功地将多孔TiO/PPy纳米复合薄膜组装成光伏电池。通过对光伏电池的光电性能进行表征,结果表明,光伏电池的光电性能与多孔TiO膜的厚度以及PPy膜的厚度密切相关。通过调整多孔TiO膜的厚度以及PPy膜的厚度,可以得到最佳性能的光伏电池。 (3)在光伏电池中的PPy和对电极之间加入一层固体电解质后,有利于空穴从PPy到对电极的传输,同时改善了PPy与对电极的接触,所以提高了器件的短路电流和填充因子,从而增大器件的光电转换性能。

关键词：光催化聚合水溶性量子点 ZnS:Mn2+ 光伏电池聚吡咯

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合成水溶性量子点及其作为离子探针

合成水溶性量子点及其作为离子探针

作者：任娟兰州大学

学位级别：硕士

半导体材料由于具有宽的激发光谱、窄的发射光谱、可精确调谐的发射波长、抗光漂白现象等独特的光学性质,已成为现今分析科学研究的热点。CdSe量子点(CdSe quantum dots)是Ⅱ-Ⅵ族半导体材料中研究最多的材料之一,由于其发射波长可以随... 详细信息

半导体材料由于具有宽的激发光谱、窄的发射光谱、可精确调谐的发射波长、抗光漂白现象等独特的光学性质,已成为现今分析科学研究的热点。CdSe量子点(CdSe quantum dots)是Ⅱ-Ⅵ族半导体材料中研究最多的材料之一,由于其发射波长可以随量子点的尺寸而改变,从而覆盖整个光谱范围,因此在化学分析等领域应用非常广泛。重金属在石油工业、化学工业、航空和航天工业、农业和医疗等领域广泛使用。重金属分析一直是富于挑战性的工作,而量子点作为荧光探针检测重金属的研究已成为当前的前沿领域之一。本论文是在查阅大量文献的基础上并通过众多实验完成的,内容主要为新型水溶性量子点的制备、修饰及其在重金属离子分析方面的应用。本论文共分为四章,第一章为前言综述部分,第二章至第四章为实验部分。第一章,阐述了Ⅱ-Ⅵ型量子点的定义、结构、特征及发光性质。重点介绍了量子点的合成与修饰以及量子点作为化学传感器在化学、生物等领域的应用。第二章,选择L-半胱氨酸作为硒化镉量子点(CdSe QDs)的修饰剂,合成了表面修饰的量子点,并通过透射电子显微镜和荧光光谱进行表征。利用其有效官能团与铅离子作用,导致量子点的荧光猝灭,建立了测定Pb的新方法,开发了新型的Pb传感器,而且探讨了Pb与L-半胱氨酸修饰的量子点的反应机理,优化了实验条件。在最佳实验条件下,该量子点检测Pb的线性范围为1.00×10-1.00×10mol/L,相关系数为0.9951,检测限达到8.4×10mol/L。该方法已用于茶叶中铅离子的测定,回收率为102.9-108.3%。第三章,在常温下无需氮气保护,以CdCl为镉源、NaSeO为硒源、柠檬酸作为稳定剂,直接在水相中一步合成了CdSe量子点。使用荧光光谱仪和紫外可见分光光度计对所合成的量子点进行了表征,利用FT-IR的分析结果对所合成的CdSe量子点形成机理进行了探讨,表明柠檬酸的羰基与Cd形成共价键,结合到量子点上,从而钝化了量子点。并将此方法应用于测定维生素B1,获得的结果比文献报道的方法灵敏度高、线性范围宽。第四章,以第三章合成的柠檬酸修饰的CdSe量子点为荧光探针,基于Cu与CdSe量子点相互作用从而引起荧光猝灭的现象,建立了选择性测定铜离子的新方法。考察了反应时间、缓冲体系及pH值、反应温度和CdSe量子点浓度对检测灵敏度的影响,并探讨了Cu对柠檬酸修饰的CdSe QDs荧光猝灭的机理。在最佳实验条件下,该量子点测Cu的线性范围为1.00×10-1.00×10mol/L、回归方程的相关系数为0.9953、检测限为8.99×10mol/L。

关键词：离子探针水溶性量子点半导体材料 CdSe量子点

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水溶性ZnO量子点制备及其光学性质

高等学校化学学报 2007年第12期28卷 2246-2251页

作者：庄稼迟燕华刘猛西南石油大学材料科学与工程学院成都610500 西南科技大学化学系绵阳621002

利用3-巯丙基三乙氧基硅烷对ZnO进行表面修饰后沉积SiO2,制备出水溶性SiO2包覆ZnO的量子点.与直接采用正硅酸乙酯沉积包覆SiO2的ZnO量子点相比,362 nm处的激子荧光发射峰的强度提高了将近4倍.由于表面引入了巯基官能团,量子点的水溶性... 详细信息

利用3-巯丙基三乙氧基硅烷对ZnO进行表面修饰后沉积SiO2,制备出水溶性SiO2包覆ZnO的量子点.与直接采用正硅酸乙酯沉积包覆SiO2的ZnO量子点相比,362 nm处的激子荧光发射峰的强度提高了将近4倍.由于表面引入了巯基官能团,量子点的水溶性明显提高,稳定性增强,即使在较高的盐浓度下也不会团聚.通过改变条件,制备出了发光波长在420 nm的蓝色荧光量子点.

关键词：氧化锌水溶性量子点表面包覆光学性质

直接水相制备水溶性CdTe量子点及其光学性质

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湖北科技学院学报 2017年第6期37卷 137-142页

作者：刘晨希美国加州大学圣迭戈分校美国加州圣迭戈市95101

以NAC为稳定剂,在60~70℃的水相中反应5~120min,合成了CdTe、CdTe/CdS、CdTe/CdS/ZnS量子点。利用紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、荧光光谱(FL)、X射线光电子能谱(XPS)、粉末X射线衍射(XRD)、能量色散光谱(EDS)、傅立叶转换红外光谱(FT-IR... 详细信息

以NAC为稳定剂,在60~70℃的水相中反应5~120min,合成了CdTe、CdTe/CdS、CdTe/CdS/ZnS量子点。利用紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、荧光光谱(FL)、X射线光电子能谱(XPS)、粉末X射线衍射(XRD)、能量色散光谱(EDS)、傅立叶转换红外光谱(FT-IR)以及荧光寿命(FLdecay)对所合成的量子点进行了结构与性能表征,结果表明:所合成CdTe/CdS/ZnS量子点具有核/壳/壳结构,其发射波长为555~700nm、荧光量子产率>40%、半峰宽为35~80nm、荧光寿命可达43.2ns;在pH值为12时,荧光强度可达400a.u.,能够满足更宽pH范围的实际应用需要。

关键词：水溶性量子点 N-乙酰-L-半胱氨酸 CdTe/CdS/ZnS量子点