CN101962450B - 一种壳聚糖-量子点荧光探针的水相制备方法 - Google Patents
一种壳聚糖-量子点荧光探针的水相制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101962450B CN101962450B CN201010514967A CN201010514967A CN101962450B CN 101962450 B CN101962450 B CN 101962450B CN 201010514967 A CN201010514967 A CN 201010514967A CN 201010514967 A CN201010514967 A CN 201010514967A CN 101962450 B CN101962450 B CN 101962450B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- quantum dot
- solution
- chitosan
- cdte quantum
- cdte
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
本发明公开了一种壳聚糖-量子点荧光探针的水相制备方法，其步骤是：A、配制羧甲基壳聚糖溶液：先称取羧甲基壳聚糖，用二次蒸馏水溶解于烧杯中，用瓶定容，备用；B、配制CdTe量子点溶液：根据CdTe量子点的浓度，用移液管移取量子点溶液于烧杯中，加入二次蒸馏水，调节其pH值至7~13，用瓶定容，备用；C、将配制好的羧甲基壳聚糖溶液和CdTe量子点溶液按不同的体积比例混合，摇匀后室温放置，或超声波反应，或震荡反应，或微波加热反应，得到相应发光波长的不同荧光强度的水溶性壳聚糖-量子点荧光探针。本发明的制备方法操作简单，产物水溶性好，稳定时间长，荧光量子产率高，细胞相容性好，在细胞和生物大分子标记方面有广泛的用途。
Description
技术领域
本发明属于纳米材料修饰技术和生物分析检测技术领域，更具体涉及一种壳聚糖-量子点荧光探针的水相制备方法，制备的壳聚糖-量子点荧光探针适用于细胞及生物大分子体系（蛋白质、核酸等）的荧光标记。
背景技术
壳聚糖是由甲壳素脱去乙酰基的产物，其大分子链上分布着许多羟基和氨基，含有亲水基和疏水基。同时，骨架链间的氢键形成了壳聚糖大分子的二级结构。壳聚糖结构上的特殊性以及高分子化合物的物理特性，使之和许多离子、有机物、生物分子等具有离子交换、螯合、吸附等作用。壳聚糖除具有多功能性、生物相容性、生物降解性，和低细胞毒性等优越性之外，还具有独特的跨细胞膜能力而倍受关注。但是由于壳聚糖只溶于稀酸和某些特定的溶剂，大大限制了它的应用。羧甲基壳聚糖是壳聚糖经羧甲基化反应后的形成的一类甲壳素衍生物，由于羧甲基壳聚糖上所含的-COO-降低了-NH3+的电荷密度，使得羧甲基壳聚糖的细胞毒性降低，具有比壳聚糖更好的细胞相容性；并且由于羧甲基壳聚糖溶于水，扩展了它的应用范围。量子点(Quantum dots，QDs) 又称半导体纳米微晶体（Semiconductor nanocrystals），是半径小于或接近于激子玻尔半径的一类半导体纳米粒子。量子点具有一般纳米微粒的基本性质如表面效应、体积效应和量子尺寸效应，具有宽的激发光谱、窄的发射光谱、可精确调谐的发射波长、可忽略的光漂白等优越的荧光特性。正是基于量子点独特的光学性质使得它在生物化学、分子生物学、细胞生物学、基因组学以及蛋白质组学等研究中有着极大的应用前景。但是作为一种纳米材料，由于自身的物理化学性质和环境因素的影响，量子点在应用的过程中也表现出了一定的生物毒性效应，如何提高量子点荧光探针的稳定性和生物相容性是目前迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对目前各类量子点荧光探针在应用上的缺陷，是在于提供了一种壳聚糖-量子点荧光探针的水相制备方法，本发明的制备方法操作简单，产物水溶性好，稳定时间长，荧光量子产率高，细胞相容性好，在细胞和生物大分子标记方面有广泛的用途。
为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：
本发明的基本构思：是根据羧甲基壳聚糖和CdTe量子点自身的特性，在水相通过自组装形成量子点-壳聚糖荧光探针。羧甲基壳聚糖和CdTe量子点的结合方式包括：①壳聚糖所带的氨基质子化后可以使壳聚糖带正电荷，因而可以与量子点以静电络合的方式结合；②由于制备的CdTe量子点外层包覆了巯基羧酸，羧基可以与壳聚糖上的氨基以共价方式结合；③壳聚糖与CdTe量子点发生螯合作用。
一种壳聚糖-量子点荧光探针的水相制备方法，包括如下步骤：
1、配制1~50g/L的羧甲基壳聚糖溶液：先秤取0.1~5.0克羧甲基壳聚糖，用二次蒸馏水溶解于烧杯中，用100毫升容量瓶定容，得到了羧甲基壳聚糖溶液，备用；
2、配制0.0000025-0.001mol/L的CdTe量子点溶液（CdTe量子点自制，制备的简要过程如下：CdCl2溶液和巯基乙酸溶液混合均匀后用NaOH 溶液调整其pH值为10-11.6，再向该溶液中加入新制备的KTeH4溶液。将此混合液转入聚四氟乙烯微波消解罐，放入可控温的微波加热系统进行加热，加热温度为50-140℃，反应完成后待溶液冷却至室温20-25℃，即可得到CdTe 量子点溶液。本领域的普通技术人员不付出任何创造性劳动均能制备）：根据CdTe量子点的浓度，用移液管移取1~50ml的量子点溶液于烧杯中，加入二次蒸馏水至体积90mL，调节其pH值至7~13，用100毫升容量瓶定容，得到了CdTe量子点溶液，备用；
3、将按步骤1、2配制好的羧甲基壳聚糖溶液和CdTe量子点溶液按1:10-10:1的质量比混合，摇匀后室温（20-25℃，以下相同）放置1~72小时，或超声波反应10min~60min，或震荡反应0.5~4小时，或微波加热反应5~30min，即得到相应发光波长的不同荧光强度的水溶性壳聚糖-量子点荧光探针。
所述的壳聚糖是水溶性的羧甲基壳聚糖。
所述的羧甲基壳聚糖与量子点反应的方式包括室温（20-25℃）下反应、超声波反应、震荡反应和微波加热反应，微波加热温度为50-140℃。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
该方法具有制备速度快，制备方法简单，不使用有机试剂的优点。制备的壳聚糖-量子点荧光探针具有荧光效率高、生物相容性好、稳定时间长、水溶性好、荧光量子产率高（60%以上）、细胞相容性好的特点。
附图说明
图1 为制备的黄绿色壳聚糖-量子点荧光探针的紫外－可见吸收光谱(A)与荧光发射光谱(B) 示意图，表明该荧光探针具有较高的荧光强度和窄的荧光发射峰。
图2为制备的黄绿色壳聚糖-量子点荧光探针的透射电镜照片示意图，荧光探针的平均尺寸约为3.5 nm，尺寸分布较为均一。
图3为不同温度下制备的CdTe量子点与羧甲基壳聚糖反应生成的不同颜色荧光探针的荧光光谱示意图，荧光颜色从蓝色逐渐变化为红色。
图4为CdTe量子点与不同浓度的羧甲基壳聚糖反应后的荧光光谱示意图，荧光探针的光谱形状基本不变，荧光强度随羧甲基壳聚糖浓度增加而增加，表明CdTe量子点与羧甲基壳聚糖发生了相互作用。
图5为CdTe量子点与羧甲基壳聚糖-CdTe量子点荧光探针的荧光稳定性示意图，表明CdTe量子点的荧光能稳定4个月左右而羧甲基壳聚糖-CdTe量子点荧光探针的荧光能稳定10个月以上，可见羧甲基壳聚糖—CdTe量子点的稳定性大大优于单纯的CdTe量子点。
具体实施方式
下面通过实施例，进一步阐明本发明的突出特点和显著进步，仅在于说明本发明而决不限制本发明。实施实例中所用溶剂均为二次蒸馏水，所用试剂均为分析纯试剂。
实施例1：
一种壳聚糖-量子点荧光探针的水相制备方法，其具体步骤如下：
1. 配制10g/L的羧甲基壳聚糖溶液：
称取1克羧甲基壳聚糖，用二次蒸馏水溶解于烧杯中，若溶解缓慢可于电热板上加热至接近100℃，完全溶解后转移至100毫升容量瓶中，定容后摇匀待用，得到了羧甲基壳聚糖溶液。
2. 配制0.0005mol/L的CdTe量子点溶液：
用移液管准确移取25mLCdTe量子点（0.002mol/L）溶液于烧杯中, 加入二次蒸馏水至体积约90mL，用0.001mol/L的NaOH调节其pH值至9，转移至100毫升容量瓶中，定容后摇匀待用，得到了CdTe量子点溶液。（CdTe量子点自制，制备的简要过程如下：CdCl2溶液和巯基乙酸溶液混合均匀后用NaOH 溶液调整其pH值为10或10.5或10.9或11.2或11.6，再向该溶液中加入新制备的KTeH4溶液。将此混合液转入聚四氟乙烯微波消解罐，放入可控温的微波加热系统进行加热，加热温度为50或54或59或63或64或67或71或75或79或86或89或93或99或105或111或115或121或128或135或140℃，反应完成后待溶液冷却至室温20-25℃，即可得到CdTe 量子点溶液。本领域的普通技术人员不付出任何创造性劳动均能制备）
3. 室温（20-25℃，以下相同）下壳聚糖-量子点荧光探针的合成：
将10g/L的羧甲基壳聚糖和0.0005mol/L的CdTe量子点按1：5的质量比混合，于室温下放置24小时，即得到羧甲基壳聚糖-CdTe量子点荧光探针。
实施例2：
一种壳聚糖-量子点荧光探针的水相制备方法，其具体步骤如下：
1. 配制5g/L的羧甲基壳聚糖溶液：
称取0.5克羧甲基壳聚糖，用二次蒸馏水溶解于烧杯中，若溶解缓慢可于电热板上加热至接近100℃，完全溶解后转移至100毫升容量瓶中，定容后摇匀待用，得到了羧甲基壳聚糖溶液。
2. 配制0.001mol/L的CdTe量子点溶液：
用移液管准确移取50mLCdTe量子点（0.002mol/L）溶液于烧杯中, 加入二次蒸馏水至体积约90mL，用0.001mol/L的NaOH调节其pH值至10，转移至100毫升容量瓶中，定容后摇匀待用，得到了CdTe量子点溶液。
3. 超声条件下壳聚糖-量子点荧光探针的合成：
将5g/L的羧甲基壳聚糖和0.001mol/L的CdTe量子点按1：2的质量比混合，放置于超声波清洗器中，中等强度超声15min，即得到羧甲基壳聚糖-CdTe量子点荧光探针。
其它步骤与实施例l相同。
实施例3：
一种壳聚糖-量子点荧光探针的水相制备方法，其具体步骤如下：
1. 配制2.5g/L的羧甲基壳聚糖溶液：
称取0.25克羧甲基壳聚糖，用二次蒸馏水溶解于烧杯中，若溶解缓慢可于电热板上加热至接近100℃，完全溶解后转移至100毫升容量瓶中，定容后摇匀待用，得到了羧甲基壳聚糖溶液。
2. 配制0.0005mol/L的CdTe量子点溶液：
用移液管准确移取25mLCdTe量子点（0.002mol/L）溶液于烧杯中, 加入二次蒸馏水至体积约90mL，用0.001mol/L的NaOH调节其pH值至11，转移至100毫升容量瓶中，定容后摇匀待用，得到了CdTe量子点溶液。
3. 振荡条件下壳聚糖-量子点荧光探针的合成：
将2.5g/L的羧甲基壳聚糖和0.0005mol/L的CdTe量子点按1：1的质量比混合，放置于调速多用振荡器上，振荡1小时后，即得到羧甲基壳聚糖-CdTe量子点荧光探针。
其它步骤与实施例l相同。
实施例4：
一种壳聚糖-量子点荧光探针的水相制备方法，其具体步骤如下：
1. 配制10g/L的羧甲基壳聚糖溶液：
称取1克羧甲基壳聚糖，用二次蒸馏水溶解于烧杯中，若溶解缓慢可于电热板上加热至接近100℃，完全溶解后转移至100毫升容量瓶中，定容后摇匀待用，得到了羧甲基壳聚糖溶液。
2. 配制0.001mol/L的CdTe量子点溶液：
用移液管准确移取50mLCdTe量子点（0.002mol/L）溶液于烧杯中, 加入二次蒸馏水至体积约90mL，用0.001mol/L的NaOH调节其pH值至12，转移至100毫升容量瓶中，定容后摇匀待用，得到了CdTe量子点溶液。
3. 振荡条件下壳聚糖-量子点荧光探针的合成：
将10g/L的羧甲基壳聚糖和0.001mol/L的CdTe量子点按2.5：1的体积比混合，将此溶液放置于密封的聚四氟乙烯罐内，在可控温的微波反应器中按下述条件进行加热，即得到羧甲基壳聚糖-CdTe量子点荧光探针。
所述微波加热条件是：
微波功率：1000W
加热时间：5min
加热温度：50℃。
其它步骤与实施例l相同。
Claims (2)
1.一种壳聚糖-量子点荧光探针的水相制备方法，其步骤是：
A、配制1～50g/L的羧甲基壳聚糖溶液：先秤取0.1～5.0克羧甲基壳聚糖，用二次蒸馏水溶解于烧杯中，用100毫升容量瓶定容，得到了羧甲基壳聚糖溶液，备用；
B、配制0.0000025-0.001mol/L的CdTe量子点溶液：根据CdTe量子点的浓度，用移液管移取1～50ml的量子点溶液于烧杯中，加入二次蒸馏水至体积90mL，调节其pH值至7～13，用100毫升容量瓶定容，得到了CdTe量子点溶液，备用；
C、将步骤(A、B)配制好的羧甲基壳聚糖溶液和CdTe量子点溶液按1∶10-10∶1的质量比混合，摇匀后微波加热反应5～30min，微波加热温度为50-140℃，即得到相应发光波长的不同荧光强度的水溶性壳聚糖-量子点荧光探针；
所述的CdTe量子点制备过程如下，CdCl2溶液和巯基乙酸溶液混合均匀后用NaOH溶液调整其pH值为10-11.6，再向该溶液中加入新制备的KTeH4溶液，将此混合液转入聚四氟乙烯微波消解罐，放入可控温的微波加热系统进行加热，加热温度为50-140℃，反应完成后待溶液冷却至室温20-25℃，得到CdTe量子点溶液。
2.根据权利要求1所述的一种壳聚糖-量子点荧光探针的水相制备方法，其特征在于：所述的壳聚糖是水溶性的羧甲基壳聚糖。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201010514967A CN101962450B (zh) | 2010-10-20 | 2010-10-20 | 一种壳聚糖-量子点荧光探针的水相制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201010514967A CN101962450B (zh) | 2010-10-20 | 2010-10-20 | 一种壳聚糖-量子点荧光探针的水相制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101962450A CN101962450A (zh) | 2011-02-02 |
| CN101962450B true CN101962450B (zh) | 2012-08-29 |
Family
ID=43515511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201010514967A Expired - Fee Related CN101962450B (zh) | 2010-10-20 | 2010-10-20 | 一种壳聚糖-量子点荧光探针的水相制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101962450B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104292362B (zh) * | 2014-07-23 | 2015-08-12 | 北京理工大学 | 一种壳聚糖荧光标记的方法 |
| CN104931469A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-09-23 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 用于检测汞离子的壳聚糖荧光凝胶材料制备方法及利用其检测水环境中痕量Hg2+的方法 |
| CN106044929A (zh) * | 2016-07-25 | 2016-10-26 | 湖北省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所 | 壳聚糖量子点作为降解剂的应用 |
| CN106243244B (zh) * | 2016-08-04 | 2019-05-14 | 浙江大学 | 一种具有聚集诱导发光特性的羧化壳聚糖纳米荧光探针及其制备方法 |
| CN107987826A (zh) * | 2018-01-02 | 2018-05-04 | 京东方科技集团股份有限公司 | 量子点的制备方法、应用方法以及量子点产品 |
| CN112858233A (zh) * | 2019-11-28 | 2021-05-28 | 天津科技大学 | 一种新型的水体中锌离子的检测方法 |
| CN113185964B (zh) * | 2021-03-15 | 2023-05-19 | 西北师范大学 | 一种具有超大Stokes位移的环保型三元量子点材料的制备 |
| CN114853921B (zh) * | 2022-05-06 | 2023-05-12 | 广东药科大学 | 一种改性壳聚糖的制备方法及对铬离子污染物检测的应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1660960A (zh) * | 2005-02-01 | 2005-08-31 | 武汉大学 | 一种糖生物功能化的水溶性量子点的制备方法 |
| CN1831080A (zh) * | 2006-03-29 | 2006-09-13 | 武汉大学 | 一种稳定的水溶性壳聚糖衍生物荧光量子点及其制备方法 |
| WO2009009469A1 (en) * | 2007-07-06 | 2009-01-15 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Ultra-small chitosan nanoparticles useful as bioimaging agents and methods of making same |
-
2010
- 2010-10-20 CN CN201010514967A patent/CN101962450B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1660960A (zh) * | 2005-02-01 | 2005-08-31 | 武汉大学 | 一种糖生物功能化的水溶性量子点的制备方法 |
| CN1831080A (zh) * | 2006-03-29 | 2006-09-13 | 武汉大学 | 一种稳定的水溶性壳聚糖衍生物荧光量子点及其制备方法 |
| WO2009009469A1 (en) * | 2007-07-06 | 2009-01-15 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Ultra-small chitosan nanoparticles useful as bioimaging agents and methods of making same |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 徐海娥等.水溶性量子点的制备及其与壳聚糖衍生物的自组装.《高等学校化学学报》.2007,第28卷(第1期),第1.2、1.3和2.1.1节. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101962450A (zh) | 2011-02-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101962450B (zh) | 一种壳聚糖-量子点荧光探针的水相制备方法 | |
| Zhang et al. | Tricolor white-light-emitting carbon dots with multiple-cores@ shell structure for WLED application | |
| CN104357049B (zh) | 一种荧光碳量子点及其制备方法和应用 | |
| CN104031642B (zh) | 一种荧光碳量子点及其制备方法和应用 | |
| Liang et al. | Quantum dots-based flexible films and their application as the phosphor in white light-emitting diodes | |
| Fu et al. | Stable aqueous dispersion of ZnO quantum dots with strong blue emission via simple solution route | |
| Wang et al. | Patterning of red, green, and blue luminescent films based on CaWO4: Eu3+, CaWO4: Tb3+, and CaWO4 phosphors via microcontact printing route | |
| CN101805606B (zh) | 一种单分散近红外量子点的制备方法 | |
| CN105647526A (zh) | 一种近全光谱荧光纳米碳点及其制备方法 | |
| CN104477900A (zh) | 一种微波法制备多色荧光石墨烯量子点的方法 | |
| Mao et al. | Construction of highly luminescent CdTe/CdS@ ZnS–SiO2 quantum dots as conversion materials toward excellent color-rendering white-light-emitting diodes | |
| Wang et al. | Multiple irradiation triggered the formation of luminescent LaVO4: Ln 3+ nanorods and in cellulose gels | |
| Fu et al. | Aqueous synthesis and fluorescence-imaging application of CdTe/ZnSe core/shell quantum dots with high stability and low cytotoxicity | |
| Yang et al. | Hydrothermal synthesis and luminescent properties of novel ordered sphere CePO4 hierarchical architectures | |
| CN101747890B (zh) | 不同配体包覆的量子点的合成和纯化方法及其产品 | |
| CN104059644A (zh) | 简单快速的氮掺杂碳量子点制备方法 | |
| Lee et al. | Selective growth of upconverting YbPO4: Ln (Ln= Er or Tm) crystals in a micro reaction cell | |
| Ji et al. | Cu–In–S/ZnS Quantum Dots Embedded in Polyvinylpyrrolidone (PVP) Solids for White Light-Emitting Diodes (LEDs) | |
| Ling et al. | One-step facile synthesis of fluorescent carbon dots via magnetic hyperthermia method | |
| Wang et al. | N-doped carbon dots embedded in silica nanoparticles with multicolor luminescence for light-emitting devices | |
| CN101962532B (zh) | 原位聚合法合成paa包覆的稀土氟化物功能化纳米材料的方法 | |
| CN101585517A (zh) | 一种发射蓝光的硒化镉量子点粉末的合成方法 | |
| CN103204538A (zh) | 一种多孔ZnO和ZnO/Ag纳米自支持膜的制备方法 | |
| CN102516996A (zh) | 一种将油相量子点转移至水相的方法 | |
| CN103525412B (zh) | 一步合成荧光碳纳米粒子溶液的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120829 Termination date: 20131020 |