[发明专利]一种CdTeSeS合金量子点的水相制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及荧光纳米材料的合成，更具体涉及一种CdTeSeS合金量子点的水相制备方法，制备出的量子点粒径小(1.5-4nm)，且粒度分布均一，荧光量子效率较高，不用连接抗体可直接用于活细胞标记，也可用于检测水中重金属离子。

背景技术

CdTeSeS合金量子点因具有尺寸可调的发光特性（发光范围覆盖从蓝光到近红外光区），宽的激发范围、相对较窄的发射半峰全宽以及高的发光量子产率等特点成为人们研究较多的量子点之一。通过调节CdTeSeS合金量子点中Te与Se的比例，使其激发波长可达近红外的波段。目前，在水相中直接合成制备的CdTeSeS合金量子点，不仅半峰宽宽，且量子产率低，无法应用于生物标记。因此，如何在水相中合成高质量的CdTeSeS合金量子点成为当前的研究热点。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种CdTeSeS合金量子点的水相制备方法，该粉末在使用前溶于PBS溶液中或去离子水中得CdTeSeS合金量子点溶液。该量子点制备工艺快速简单，工艺参数易控制，无需后处理过程，所需原料价格低廉，制备出的量子点粒径小（1.5-4nm）且粒度分布较均一，荧光量子产率较高（50%左右），无需除氧，反应容易控制，不用连接抗体可直接用于活细胞标记，也可用于检测水中重金属离子。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术措施：

一种CdTeSeS合金量子点组成为：硒粉（Se）、亚碲酸钠（NaTeO₃，质量分数为97%）、硼氢化钾（KBH₄，质量分数为96%）、氯化镉(CdCl₂·2.5H₂O)、巯基丙酸（MPA），其余为水溶液。本发明中，用巯基丙酸为稳定剂及硫源，以硒代硫酸钠为硒源，亚碲酸钠为碲源，通过高温加热方式制备CdTeSeS合金量子点，制备得到的量子点不仅粒径小(1.5-4nm)且粒度分布均一，荧光量子效率较高（30%-50%），克服了以往合成CdTeSeS量子点反应时间长，粒度分布宽，且量子产率不高的局限性。

所述的CdTeSeS合金量子点中，亚碲酸钠+硒代硫酸钠、氯化镉（CdCl₂·2.5H₂O）、巯基丙酸（MPA）的摩尔比率为1：8：19～24，130℃下加热20min-40min，pH值为8-10。

一种CdTeSeS合金量子点的水相制备方法，其步骤是：

A、硒粉（Se）与亚硫酸钠(Na₂SO₃)反应制备硒代硫酸钠溶液：分别称取0.7890~2.3670g硒粉和2.5208~7.5624g亚硫酸钠于250mL三口烧瓶中，向其中加入60~80mL去离子水，水浴回流，温度控制在80~95℃，（在范围内都能有效制备）反应8~10h至溶液变为淡黄色透明液体，停止加热。自然冷却至常温（20-25℃，以下相同）后转入100mL的容量瓶中并用去离子水定容至刻度，为0.10~0.30mol/L的硒代硫酸钠溶液，反应方程式如下：

Se+Na₂SO₃→Na₂SeSO₃

B、称取0.2284～2.2835g氯化镉(CdCl₂·2.5H₂O)晶体，用去离子水溶解定容至100mL，得到0.01～0.10mol/L氯化镉溶液；

C、称取0.1061～1.0614g巯基丙酸(MPA)，用去离子水稀释定容至100mL，得0.01～0.10mol/L的巯基丙酸溶液；

D、取去离子水95～200mL，分别依次加入0.01～0.10mol/L的氯化镉溶液0.520～31.2mL、0.01～0.10mol/L的巯基丙酸溶液0.884～74.88mL，用1～5mol/L的氢氧化钠溶液调节溶液pH值为8-10，加入1.44～86.4mg的亚碲酸钠晶体，待溶解稳定后，同时加入硼氢化钾2.46～147.53mg与硒代硫酸钠溶液1.3～3.9mL，放置1~2h，得到混合液；

E、取步骤D中的混合液30ml于三颈瓶中，130℃下加热20-40min，即制得水溶性CdTeSeS合金量子点。其中：亚碲酸钠+硒代硫酸钠、氯化镉、巯基丙酸的摩尔比率分别为1：8：19～24；