[发明专利]一种硅量子点的制备及其应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米技术领域，具体涉及一种硅量子点的制备及其对多巴胺分子的硅量子点荧光标记方法。

背景技术

量子点通常是指尺寸在10nm以下的半导体材料，具有明显的量子尺寸效应，而且量子点荧光可以根据改变量子点的尺寸来加以控制。因此，量子点在太阳能电池、发光器件和光学生物标记等领域具有广泛的应用前景。硅量子点作为一种典型的半导体纳米材料，相比于其它量子点，其独有的表面可修饰性、无毒性和生物相容性，在生物、医学领域具有潜在的应用，吸引了很多学者的关注。

Zhenhui Kang等报道了以石墨为阳极，硅片为阴极，乙醇、氢氟酸、双氧水和杂多酸催化剂混合溶液为电解质溶液，与阳极连接的硅片不断地被氧化，在刻蚀剂的作用下被消耗进入溶液，于是在硅片表面产生大量纳米级的硅岛，从而获得硅量子点。控制电流密度在20～50mA/cm²范围内制备出了平均粒径约为1、2、3和4nm的硅量子点，对应的荧光发射波长为450、520、640和720nm。（Zhenhui Kang,Chi Him A.Tsang,Zhendong Zhang,Mingliang Zhang,Ning-bew Wong,J.Antonio Zapien,Yueyue Shan,Shuit-Tong Lee.A Polyoxometalate-Assisted Electrochemical Method for Silicon Nanostructures Preparation:From Quantum Dots to Nanowires.(杂多酸催化电化学方法制备硅纳米晶：从量子点到硅纳米线)Journal of the American Chemical Society.2007,129,5326-5327.）。

专利号为201010518438.0的专利也通过电化学腐蚀，获得表面生长有硅量子点的硅片，将硅片在乙醇中超声并与丙烯酸混合，再用紫外光辐射混合溶液制备出表面修饰的荧光硅量子点。此法与前者类似。

Shuqing Sun等同样利用电化学腐蚀n型单晶硅片法制备出硅纳米碎片，并将其与癸烯、十一烯酸及十一烯醇在微波条件下反应分别制备出油溶和水溶且具有红色荧光的硅量子点，同时验证了这种硅量子点在生物体系中具有稳定高效的荧光特性（Jing Wang,Yuexian Liu,Fei Peng,Chunying Chen,Yonghong He,Hui Ma,Lixin Cao,and Shuqing Sun.A General Route to Efficient Functionalization of Silicon Quantum Dots for High-Performance Fluorescent Probes.(一种功能化硅量子点应用于高效荧光探针)Small.2012,15:2430-2435.）。

Keisuke Sato等报道了一种以硅微粉为原料，氢氟酸和硝酸为刻蚀剂制备荧光硅量子点的方法，通过改变氢氟酸和硝酸的浓度比可以获得不同粒径的荧光硅量子点（Keisuke Sato,Hiroaki Tsuji,Kenji Hirakuri,Naoki Fukata and Yusuke Yamauchi.Controlled chemical etching for silicon nanocrystals with wavelength tunable photoluminescence.(化学刻蚀法制备荧光波长可控的硅纳米晶)Chemical Communications.2009,3759-3761.）。