[发明专利]含有疏水夹层的量子点纳米颗粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种量子点纳米颗粒，特别是涉及一种含有疏水夹层的高荧光量子产率量子点纳米颗粒及其制备方法。

背景技术

量子点（quantum dots，QDs）又被称为半导体纳米晶体（Semiconductor nanocrystals），是一种由II—VI族或者III—V族元素组成的，并具有非常优越光学性质（宽激发谱，窄发射谱，可调节的发射光谱，不易被光漂白）的纳米材料。常见的量子点可分为：

1）双元素量子点

II-VI族：

CdS,CdSe,CdTe,ZnS,ZnSe,ZnTe,MgS,MgSe,MgTe,CaS,CaSe,CaTe,SrS,

SrSe,SrTe,BaS,BaSe,BaTe,HgS,HgSe

III—V族：

InAs,GaAs,InP

2）合金型量子点：

CdSeS,CdSeTe等

3）掺杂型量子点：

Mn doped ZnS,Mn doped CdS等

磁量子点（magnetic quantum dots，MQDs）是一种新型的整合量子点与磁性纳米颗粒的复合材料，它既可以在激发光的照射下发射荧光；同时具有超顺磁性便于进行核磁共振成像和药物的磁靶向治疗，具有巨大的应用价值。

水溶性量子点的制备：高性能的量子点一般在有机相中合成，即金属有机化合物在具有配位性质的有机溶剂中生长纳米晶体，因此制备的量子点纳米颗粒表面存在疏水的配基如油酸和三正辛基氧化膦。这种疏水性量子点不易于生命科学的应用，因此需要对其进行表面修饰，赋予其亲水表面。常见的表面修饰方法包括下列三种：

1）配体替换法：

常用含巯基的试剂可以替换量子点表面的油酸和三正辛基氧化膦，如巯基乙醇，巯基乙酸等

2）嵌段聚合物包裹法：

常用两亲的高分子材料将量子点包裹于其疏水区中，亲水区暴露在表面，如十八烯马来酸酐的聚合物

3）二氧化硅包层

上述方法的存在技术难题，其中最要的是采用上述策略会破坏量子点的发光效率：在配基替换法中，新的配基破坏了原有的表面结构导致荧光量子效率的降低，同样的问题也存在于二氧化硅包层中。虽然嵌段聚合物包裹法未破坏量子点的表面，但其疏松的结构难以阻挡环境中的淬灭因素如金属离子和氧气等。经过上述三种传统方法制备的水溶性量子点的荧光量子效率会有明显的降低。因此制备高量子产率，光学稳定性好，尺度小的适用于生物体系的量子点仍是一个难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高量子产率，光学稳定性好，尺度小的适用于生物体系的含有疏水夹层的量子点纳米颗粒。

为达上述目的，本发明含有疏水夹层的高荧光量子产率量子点纳米颗粒，由内到外依次由核、疏水夹层和壳层组成，所述核为量子点纳米颗粒或磁性量子点纳米颗粒；所述疏水夹层为致密的疏水结构，包含三部分：量子点纳米颗粒或磁性量子点纳米颗粒原有的表面配基分子、含有饱和脂肪链的离子型表面活性剂和含有饱和脂肪链的硅前体试剂；所述壳层为二氧化硅壳层；所述核的粒径大于3nm，小于10nm；所述壳层厚度为0.6-0.7nm。

本发明的纳米颗粒，所述核为量子点纳米颗粒，该量子点纳米颗粒为下列九种量子点中的任意一种：CdS,CdSe,CdTe,CdSeS,CdTeS,CdSe/ZnSe/ZnS,CdS/ZnS,CdSeS/ZnS,CdTeS/ZnS量子点，其中优选CdSe/ZnSe/ZnS,CdS/ZnS,CdSeS/ZnS；