CN101012373A

CN101012373A - 油溶性量子点水溶性改性方法

Info

Publication number: CN101012373A
Application number: CN 200710056654
Authority: CN
Inventors: 常津; 马贵平; 张兵波; 刘旭辉; 李德娜
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2007-08-08

Abstract

本发明涉及油溶性量子点水溶性改性方法。步骤如下：(1)配制1～10mg/ml的乳化剂水溶液，搅拌10～60min，转速600～2000转/分，得溶液A；(2)将双亲性高分子和油溶性量子点溶解在有机溶剂中，其中高分子与量子点的摩尔比为10～60∶1，得溶液B；(3)在－4～60℃，将溶液A放入探头超声仪下进行超声，超声功率为50～200w，将溶液B注入溶液A中并继续超声至注射完毕，其中所取溶液A与溶液B的体积比为2～10∶1；得到的乳液继续在600～2000转/分搅拌，待所用有机溶剂挥发完毕；将产物在10000～16000转/分离心分离、干燥得到水溶性量子点。用本方法制备的水溶性量子点粒径为纳米级，且粒径分布较窄。

Description

油溶性量子点水溶性改性方法

技术领域

本发明涉及油溶性量子点水溶性改性方法。

背景技术

目前，量子点在生物医学研究中的应用越来越受到重视。最主要是作为生物荧光探针标记物。就量子点本身来说，它不具有识别功能，所以在使用中往往需要与DNA、抗体、药物等作用。但现在通常使用的量子点表面都被大量有机溶剂分子(TOPO/TOP)包覆而呈疏水性，而生物大分子或者药物一般是溶解或分散在水熔冶中的，所以必须得进行水溶性改性。目前报道的QDs的修饰方法大致可以分为以下几种：(1)通过双功能分子连接改性。主要是利用Zn、Cd等IIB族原子与硫原子之间有效的键合作用，用带巯基的双功能分子，如巯基羧酸类、二硫苏糖醇(DTT)、硫代胆碱等取代QDs表面的有机分子，以使其从疏水性转变为亲水性，然后通过另一端的功能基团可以与生物大分子连接，这种方法简单、重复性好，但由于使用的是小分子作为连接物，修饰以后原有的有机分子对量子点的保护和稳定作用得不到有效的替代，所以稳定性不好，荧光性质也大大减弱。(2)通过静电吸附作用进行修饰。这种方法用得多的是在将QDs转变为亲水性的同时带上负电荷，然后通过静电吸附作用，使带正电荷的亮氨酸拉链工程化融合蛋白或抗生物素等连接上去，修饰以后的产物特异性很好。(3)通过在QDs的表面包覆硅或硅烷等进行修饰。修饰以后的量子点稳定性、水溶性以及进一步连接的可操作性都比较理想，但是修饰过程极为繁琐、周期长、重复性无法保证。(4)将量子点直接包埋入聚合物的空腔或形成的疏水腔。由于采用这类方法量子点表面的有机分子没有损失，所以其性能基本不受影响。(5)通过双亲性高分子与量子点表明的烷基链疏水作用实现包裹，由于这种方法也未破坏量子点表面的有机分子，其光学性质也基本不受影响，但使用大量有机溶剂，过程复杂，纯化困难。

发明内容

本发明利用油溶性量子点水溶性改性的制备方法，可制备纳米级的颗粒，范围在20～60nm，并且粒径分布窄。

本发明的技术方案概述如下：

本发明的油溶性量子点水溶性改性的制备方法，如下步骤：

(1)配制1～10mg/ml的乳化剂水溶液，搅拌10～60min，转速600～2000转/分，得溶液A；

(2)将双亲性高分子和油溶性量子点溶解在有机溶剂中，其中高分子与量子点的摩尔比为10～60∶1，得溶液B；

(3)在-4～60℃，将溶液A放入探头超声仪下进行超声，超声功率为50～200w，工作时间为3～8s，间歇时间为3～6s；超声5～30s后，将溶液B注入溶液A中并继续超声至注射完毕，其中所取溶液A与溶液B的体积比为A∶B＝2～10∶1；得到的乳液继续在600～2000转/分搅拌，待所用有机溶剂挥发完毕；将产物在10000～16000转/分离心分离、干燥得到水溶性量子点。

所述的乳化剂为牛血清白蛋白或泊罗沙姆188。

所述的双亲性高分子材料为含有羧基或氨基或羟基的双亲性高分子材料。

所述的有机溶剂为二氯甲烷或三氯甲烷。

所述的量子点为油溶性量子点。油溶性量子点CdSe，CdS，CdSe/CdS，CdSe/ZnS.CdSe/ZnSe

所述的搅拌为磁力条件下搅拌。

所述的干燥为冷冻干燥。

本发明一种油溶性量子点水溶性改性的制备方法，实现了油溶性量子点的单个包裹，这种修饰方法制备的水溶性量子点产物具有非常优异的荧光性质，基本维持原有油溶性量子点的光学性质，改性后的水溶液稳定性长达数月并且对高盐溶液也非常稳定。本制备方法，可以在油溶性量子点表面形成比较致密严实的高分子层，能更好的保护量子点，避免环境介质渗入而造成量子点的发光性能的破坏(如光降解，光漂白，以及cd离子的渗出而产生毒性)；纯化简单，只需离心，而一般水溶性改性(通过疏水作用自组装改性)需要过膜-浓缩-凝胶过滤-再浓缩等步骤；使用有机溶剂用量少，环境友好；且制备的纳米粒子表面光洁，不容易引起非特异性吸附，能更好的应用在生物检测方面。且根据所使用的高分子材料不同而带上不同的官能团。所得的产物可以广泛用于生物标记、细胞成像和显影等生物分析领域。用本方法制备的水溶性量子点粒径为纳米级，且粒径分布较窄。

附图说明

图1.牛血清白蛋白作为乳化剂超声乳化制备的水溶性量子点TEM照片(25nm)；

图2.泊罗沙姆188作为乳化剂超声乳化制备的水溶性量子点TEM照片(40nm)。

具体实施方式

实施例1：

(1)称取6mg牛血清白蛋白乳化剂溶解在6ml去离子水中，搅拌10min，转速600转/分，得溶液A；(2)将摩尔比为10的双亲性高分子sigma产品，货号：444790(聚丙烯酸叔丁酯-丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸嵌段共聚物)，与CdSe/CdS油溶性量子点溶解在0.6ml二氯甲烷中，其中高分子质量为6mg，得溶液B；(3)在-4℃，将溶液A放入探头超声仪下进行超声，超声功率为50w，工作时间为3s，间歇时间为3s。超声5s后，缓慢注入溶液B并继续超声至注射完毕，得到的产物迅速在转速600转/分下搅拌，维持乳液状态，待有机溶剂挥发完毕。(4)将步骤(3)得到的产物在10000转/分离心分离、水洗、干燥后得到水溶性量子点。

本发明实施例1制备的产物如图1，图1为产物的透射电子显微镜照片(日本电子光学公司JEM～100CXII型透射电子显微镜)，由图可见，用本方法制备了粒径均一的纳米颗粒，且实现了油溶性量子点的单个包裹。

实施例2：

(1)称取6mg泊罗沙姆188乳化剂溶解在0.6ml去离子水中，搅拌60min，转速2000转/分，得溶液A；(2)将摩尔比为60的双亲性高分子sigma产品，其货号为444790与CdSe/CdS油溶性量子点溶解在0.3ml三氯甲烷中，其中高分子质量为6mg，得溶液B；(3)在60℃，将溶液A放入探头超声仪下进行超声，超声功率为200w，工作时间为8s，间歇时间为6s。超声30s后，缓慢注入溶液B中并继续超声至注射完毕，得到的产物迅速在转速2000转/分下搅拌，维持乳液状态，待有机溶剂挥发完毕。(4)将步骤(3)得到的产物在16000转/分离心分离、水洗、干燥后得到水溶性量子点。

本发明实施例2制备的产物如图2，图2为产物的透射电子显微镜照片(日本电子光学公司JEM～100CXII型透射电子显微镜)，由图可见，用本方法制备了粒径均一的纳米颗粒，且实现了油溶性量子点的单个包裹。

实施例3：

(1)称取6mg泊罗沙姆188乳化剂溶解在1.2ml去离子水中，搅拌30min，转速1000转/分，得溶液A；(2)将摩尔比为60的双亲性高分子sigma产品，其货号为412325(聚乙二醇-b-聚丙二醇-b-聚乙二醇)与CdSe/ZnS油溶性量子点溶解在0.3ml三氯甲烷中，其中高分子质量为6mg，得溶液B；(3)在15℃，将溶液A放入探头超声仪下进行超声，超声功率为100w，工作时间为5s，间歇时间为4s。超声15s后，缓慢注入溶液B中并继续超声至注射完毕，得到的产物迅速在转速1000转/分下搅拌，维持乳液状态，待有机溶剂挥发完毕。(4)将步骤(3)得到的产物在10000转/分离心分离、冷冻干燥后得到水溶性量子点。

实施例4：

(1)称取6mg泊罗沙姆188乳化剂溶解在1.2ml去离子水中，磁力条件下搅拌30min，转速1000转/分，得溶液A；(2)将摩尔比为60的双亲性高分子sigma产品，其货号为412325与CdSe/ZnSe油溶性量子点溶解在0.3ml三氯甲烷中，其中高分子质量为6mg，得溶液B；(3)在30℃，将溶液A放入探头超声仪下进行超声，超声功率为100w，工作时间为5s，间歇时间为4s。超声30s后，缓慢注入溶液B中并继续超声至注射完毕，得到的产物迅速在转速1000转/分下搅拌，维持乳液状态，待有机溶剂挥发完毕。(4)将步骤(3)得到的产物在10000转/分离心分离、水洗、干燥后得到水溶性量子点。

实施例5：

(1)称取6mg牛血清白蛋白乳化剂溶解在2ml去离子水中，搅拌30min，转速1800转/分，得溶液A；(2)将摩尔比为20的双亲性高分子sigma产品，其货号为444790与CdSe油溶性量子点溶解在0.3ml三氯甲烷中，其中高分子质量为6mg，得溶液B；(3)在60℃，将溶液A放入探头超声仪下进行超声，超声功率为200w，工作时间为5s，间歇时间为6s。超声15s后，注入溶液B中并继续超声至注射完毕，得到的产物迅速在转速1000转/分下磁力条件下搅拌。维持乳液状态，待有机溶剂挥发完毕。将得到的产物在16000转/分离心分离、干燥后得到水溶性量子点。

实施例6：

(1)称取6mg泊罗沙姆188乳化剂溶解在1ml去离子水中，搅拌45min，转速1500转/分，得溶液A；(2)将摩尔比为30的双亲性高分子sigma产品，其货号为406635(聚丙二醇-b-聚乙二醇-b-聚丙二醇氨丙基醚)与CdS油溶性量子点溶解在0.5ml二氯甲烷中，其中高分子质量为6mg，得溶液B；(3)在25℃，将溶液A放入探头超声仪下进行超声，超声功率为80w，工作时间为6s，间歇时间为4s。超声20s后，缓慢注入溶液B中并继续超声至注射完毕，得到的产物迅速在转速1500转/分下搅拌，维持乳液状态，待有机溶剂挥发完毕。将得到的产物在13000转/分离心分离、干燥后得到水溶性量子点。

实施例7：

(1)称取6mg牛血清白蛋白乳化剂溶解在5ml去离子水中，搅拌20min，转速1000转/分，得溶液A；(2)将摩尔比为40的双亲性高分子sigma产品，其货号：444790与CdSe/CdS油溶性量子点溶解在0.6ml二氯甲烷中，其中高分子质量为6mg，得溶液B；(3)在30℃，将溶液A放入探头超声仪下进行超声，超声功率为80w，工作时间为5s，间歇时间为4s。超声30s后，缓慢注入溶液B中并继续超声至注射完毕，得到的产物迅速在转速1500转/分下搅拌，维持乳液状态，待有机溶剂挥发完毕。(4)将步骤(3)得到的产物在13000转/分离心分离、水洗、干燥后得到水溶性量子点。

实施例8：

(1)称取6mg牛血清白蛋白乳化剂溶解在5ml去离子水中，搅拌20min，转速1000转/分，得溶液A；(2)将摩尔比为40的双亲性高分子sigma产品，其货号为406635与CdSe/ZnS油溶性量子点溶解在0.6ml二氯甲烷中，其中高分子质量为6mg，得溶液B；(3)在30℃，将溶液A放入探头超声仪下进行超声，超声功率为80w，工作时间为5s，间歇时间为4s。超声20s后，缓慢注入溶液B中并继续超声至注射完毕，得到的产物迅速在转速1500转/分下搅拌，维持乳液状态，待有机溶剂挥发完毕。将得到的产物在16000转/分离心分离、水洗、干燥后得到水溶性量子点。

本发明提出的油溶性量子点水溶性改性方法，已通过实施例进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明的内容、精神和范围内对本文所述的内容进行改动或适当变更与组合，来实现本发明。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明的精神、范围和内容中。

Claims

1.一种油溶性量子点水溶性改性的制备方法，其特征包括如下步骤：

(3)在-4～60℃，将溶液A放入探头超声仪下进行超声，超声功率为50～200w，工作时间为3～8s，间歇时间为3～6s；超声5～30s后，将溶液B注入溶液A中并继续超声至注射完毕，其中所取溶液A与溶液B的体积比为2～10∶1；得到的乳液继续在600～2000转/分搅拌，待所用有机溶剂挥发完毕；将产物在10000～16000转/分离心分离、干燥得到水溶性量子点。

2.根据权利要求1所述的一种油溶性量子点水溶性改性的制备方法，其特征在于所述的乳化剂为牛血清白蛋白或泊罗沙姆188。

3.根据权利要求1所述的一种油溶性量子点水溶性改性的制备方法，其特征在于所述的双亲性高分子材料为含有羧基或氨基或羟基的双亲性高分子材料。

4.根据权利要求1所述的一种油溶性量子点水溶性改性的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂为二氯甲烷或三氯甲烷。

5.根据权利要求1所述的一种油溶性量子点水溶性改性的制备方法，其特征在于所述的量子点为油溶性量子点。

6.根据权利要求1所述的一种油溶性量子点水溶性改性的制备方法，其特征在于所述的油溶性量子点为CdSe，CdS，CdSe/CdS，CdSe/ZnS.CdSe/ZnSe。

7.根据权利要求1所述的一种油溶性量子点水溶性改性的制备方法，其特征在于所述的搅拌为磁力条件下搅拌。

8.根据权利要求1所述的一种油溶性量子点水溶性改性的制备方法，其特征在于所述的干燥为冷冻干燥。