CN108264902A - 一种基于量子点材料的生物探针、制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于量子点材料的生物探针、制备方法及应用，包括量子点材料和包覆于量子点材料外的修饰材料；所述量子点材料包括至少一个在径向方向上依次排布的量子点结构单元，所述量子点结构单元为径向方向上能级宽度变化的渐变合金组分结构或径向方向上能级宽度一致的均一组分结构。本发明对量子点材料进行表面修饰，形成生物探针，其具有灵敏度高、荧光强度高、化学稳定性好、抗光漂白能力强等优点，尤其适合于细胞成像和生物检测等领域中。

Description

一种基于量子点材料的生物探针、制备方法及应用
技术领域
本发明涉及生物探针领域，尤其涉及一种基于量子点材料的生物探针、制备方法及应用。
背景技术
大多数生物分子没有天然荧光或荧光发光效率很低，因此人们在研究来自细胞到整体水平的生物分子之间复杂的相互作用时，需要借助外来标记物获得可测量的信号进行分析，其中荧光标记分析方法应用的最为普遍。有机荧光染料是应用较为普遍的荧光标记物（或称生物探针），但是其光稳定性差且发射光谱宽，无法实现长时间的成像观察及多通道成像分析。而且染料分子荧光寿命较短，生物体中细胞在可见光区产生的自发荧光会干扰甚至掩盖荧光探针发出的信号。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于量子点材料的生物探针、制备方法及应用，旨在解决现有技术中生物探针光稳定性差、灵敏度低等问题。
本发明的技术方案如下：
一种基于量子点材料的生物探针，其中，包括量子点材料和包覆于量子点材料外的修饰材料；所述量子点材料包括至少一个在径向方向上依次排布的量子点结构单元，所述量子点结构单元为径向方向上能级宽度变化的渐变合金组分结构或径向方向上能级宽度一致的均一组分结构。
所述的基于量子点材料的生物探针，其中，所述修饰材料为SiO2。
所述的基于量子点材料的生物探针，其中，所述量子点结构单元均为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，且在径向方向上相邻的量子点结构单元的能级是连续的。
所述的基于量子点材料的生物探针，其中，所述量子点材料包括至少三个在径向方向上依次排布的量子点结构单元，其中，所述至少三个量子点结构单元中，位于中心和表面的量子点结构单元均为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，且在径向方向上相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元的能级是连续的；位于中心和表面的量子点结构单元之间的一个量子点结构单元为均一组分结构。
所述的基于量子点材料的生物探针，其中，所述量子点材料包括两种类型的量子点结构单元，其中一种类型的量子点结构单元为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，另一种类型的量子点结构单元为径向方向上越向外能级宽度越窄的渐变合金组分结构，所述两种类型的量子点结构单元沿径向方向依次交替分布，且在径向方向上相邻的量子点结构单元的能级是连续的。
所述的基于量子点材料的生物探针，其中，所述量子点结构单元均为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，且相邻的量子点结构单元的能级是不连续的。
所述的基于量子点材料的生物探针，其中，所述量子点结构单元均为径向方向上越向外能级宽度越窄的渐变合金组分结构，且相邻的量子点结构单元的能级是不连续的。
所述的基于量子点材料的生物探针，其中，所述量子点材料包括两种量子点结构单元，其中一种量子点结构单元为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，另一种量子点结构单元为均一组分结构，所述量子点材料的内部包括一个或一个以上的渐变合金组分结构的量子点结构单元，且在径向方向上相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元的能级是连续的；所述量子点材料的外部包括一个或一个以上的均一组分结构的量子点结构单元。
所述的基于量子点材料的生物探针，其中，所述量子点材料包括两种量子点结构单元，其中一种量子点结构单元为均一组分结构，另一种量子点结构单元为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，所述量子点材料的内部包括一个或一个以上的均一组分结构的量子点结构单元，所述量子点材料的外部包括一个或一个以上的渐变合金组分结构的量子点结构单元，且在径向方向上相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元的能级是连续的。
所述的基于量子点材料的生物探针，其中，所述量子点结构单元为包含II族和VI族元素的渐变合金组分结构或均一合金组分结构。
所述的基于量子点材料的生物探针，其中，所述量子点结构单元包括2-20层单原子层，或者所述量子点发光单元包括1-10层晶胞层。
所述的基于量子点材料的生物探针，其中，所述量子点材料的发光峰波长范围为400纳米至700纳米。
所述的基于量子点材料的生物探针，其中，所述量子点材料的发光峰的半高峰宽为12纳米至80纳米。
一种如上所述的基于量子点材料的生物探针的制备方法，其中，包括步骤：
合成量子点材料；所述量子点材料包括至少一个在径向方向上依次排布的量子点结构单元，所述量子点结构单元为径向方向上能级宽度变化的渐变合金组分结构或径向方向上能级宽度一致的均一组分结构；
使用修饰材料对量子点材料进行包覆得到生物探针。
一种如上所述的基于量子点材料的生物探针的应用，其中，利用所述荧光量子点检测待测物含量。
一种如上所述的基于量子点材料的生物探针的应用，其中，将所述荧光量子点与待测细胞进行吸附，然后培育一段时间，并进行细胞成像。
有益效果：本发明对量子点材料进行表面修饰，形成生物探针，其具有灵敏度高、荧光强度高、化学稳定性好、抗光漂白能力强等优点，尤其适合于细胞成像和生物检测等领域中。
附图说明
图1为本发明生物探针中量子点材料具体结构1的能级结构曲线。
图2为本发明生物探针中量子点材料具体结构2的能级结构曲线。
图3 为本发明生物探针中量子点材料具体结构3的能级结构曲线。
图4 为本发明生物探针中量子点材料具体结构4的能级结构曲线。
图5 为本发明生物探针中量子点材料具体结构5的能级结构曲线。
图6 为本发明生物探针中量子点材料具体结构6的能级结构曲线。
图7为本发明生物探针中量子点材料具体结构7的能级结构曲线。
具体实施方式
本发明提供一种基于量子点材料的生物探针、制备方法及应用，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所提供的一种基于量子点材料的生物探针，其包括量子点材料和包覆于量子点材料外的修饰材料；所述量子点材料包括至少一个在径向方向上依次排布的量子点结构单元，所述量子点结构单元为径向方向上能级宽度变化的渐变合金组分结构或径向方向上能级宽度一致的均一组分结构。
与传统的有机荧光染料探针相比，本发明的生物探针荧光强度高、化学稳定性好、抗光漂白能力强，灵敏度高，检测效率高；同时，利用同一波长的光可以激发不同发光颜色的量子点这一性质，还可实现对细胞的多色标记成像。
进一步，本发明中的修饰材料优选为SiO2。SiO2包覆的量子点材料具有良好的水溶性，所以应用范围更广。
本发明还提供一种如上所述的基于量子点材料的生物探针的制备方法，其包括步骤：
合成量子点材料；所述量子点材料包括至少一个在径向方向上依次排布的量子点结构单元，所述量子点结构单元为渐变合金组分结构或均一组分结构；
使用修饰材料对量子点材料进行包覆得到生物探针。
本发明还提供一种如上所述的基于量子点材料的生物探针的应用，利用所述荧光量子点检测待测物含量。采用上述生物探针检测待测物，其检测灵敏度远高于传统胶体金作标记材料灵敏度。
本发明还提供一种如上所述的基于量子点材料的生物探针的应用，将所述荧光量子点与待测细胞进行吸附，然后培育一段时间，并进行细胞成像。所述的待测细胞可以是癌细胞，即用于癌细胞的特异性识别。
下面对本发明量子点材料的结构做详细的说明：
本发明所提供的量子点材料，包括至少一个在径向方向上依次排布的量子点结构单元，所述量子点结构单元为径向方向上能级宽度变化的渐变合金组分结构或径向方向上能级宽度一致的均一组分结构。
也就是说本发明提供的量子点材料中，每个量子点结构单元内部从内至外沿径向方向上任一位置上的一层单原子层或一层以上的单原子层范围内均为具有合金组分的结构。
进一步，在本发明中，所述量子点结构单元包含II族和VI族元素。所述II族元素包括但不限于Zn、Cd、Hg、Cn等；所述VI族元素包括但不限于O、S、Se、Te、Po、Lv等。具体地，每个量子点结构单元的合金组分组成为CdxZn1-xSeyS1-y，其中0≤x≤1，0≤y≤1，并且x和y不同时为0且不同时为1。需说明的是上述情况是优选情况，对于渐变合金组分结构的量子点结构单元而言，其组分均为合金组分；而对于均一组分结构的量子点结构单元而言，其组分可以是合金组分，也可以是非合金组分，但本发明优选的是合金组分，即所述均一组分结构为均一合金组分结构，更优选的是，包含II族和VI族元素，本发明后续实施例均以均一合金组分结构为例进行说明，但显然，对于非合金的均一组分结构同样可以实施。
此处的径向方向是指从量子点材料的中心向外的方向，例如假设本发明的量子点材料为球形或类似球形结构，那么该径向方向即指沿半径的方向，量子点材料的中心（或内部）即指其物理结构的中心，量子点材料的表面（或外部）即指其物理结构的表面。
具体地，如图1所示，本发明提供了一种具有漏斗型能级结构的量子点材料，位于所述量子点材料内部的量子点结构单元合金组成成分对应能级宽度小于位于外部的量子点结构单元合金组成成分对应能级宽度；具体地说，本发明提供的量子点材料包括至少一个在径向方向上依次排布的量子点结构单元，所述量子点结构单元为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，且在径向方向上相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元的能级是连续的；后续实施例中将图1所示量子点材料的结构称为具体结构1。图1中的量子点材料，各个相邻的量子点结构单元的能级宽度具有连续结构，即各个相邻的量子点结构单元的能级宽度具有连续变化的特点，而非突变结构，也就是说量子点的合金组分也是具有连续性，后续的连续结构原理相同。
进一步，在径向方向上相邻的量子点结构单元中，靠近中心的量子点结构单元的能级宽度小于远离中心的量子点结构单元的能级宽度；也就是说，所述的量子点材料中，从中心到表面的能级宽度是逐渐变宽的，从而形成开口逐渐变大的漏斗型结构，其中的开口逐渐变大是指如图1所示的能级结构中，从量子点材料中心到量子点材料表面的能级是连续的。同时，本发明中的量子点材料，各个相邻的量子点结构单元的能级是连续的，也就是说量子点的合成组分也具有连续变化的特性，这种特性更有利于实现高的发光效率。
也就是说，所述的量子点材料的具体结构1是具有从内到外沿径向方向的连续渐变合金组分的量子点结构；这种量子点结构在组成成分上具有从内到外沿径向方向连续变化的特点；相应的，在能级分布上也上具有从内到外沿径向方向连续变化的特点；这种量子点结构在组成成分上和能级分布上连续变化的特点，相对于具有明确边界的量子点核和壳的关系，本发明的量子点材料不仅有利于实现更高效的发光效率，同时也更能满足半导体器件及相应显示技术对量子点材料的综合性能要求，是一种适合半导体器件及显示技术的理想量子点发光材料。
进一步，如图1所提供的量子点材料中，A点的合金组分为Cdx0 AZn1-x0 ASey0 AS1-y0 A，B点的合金组分为Cdx0 BZn1-x0 BSey0 BS1-y0 B，其中A点相对于B点更靠近量子点材料中心，且A点和B点的组成满足：x0 A>x0 B，y0 A >y0 B。也就是说，对于量子点材料中的任意两点A点和B点，且A点相对于B点更靠近量子点材料中心，那么x0 A>x0 B，y0 A >y0 B，即A点的Cd含量大于B点的Cd含量，A点的Zn含量小于B点的Zn含量，A点的Se含量大于B点的Se含量，A点的S含量小于B点的S含量。这样，在该量子点材料中，就在径向方向上形成了渐变结构，并且由于在径向方向上，越向外（即远离量子点材料中心）则Cd和Se含量越低，Zn和S含量越高，那么根据这几种元素的特性，其能级宽度将会越宽。
后续不同具体结构的量子点材料中，若量子点结构单元为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，则其合金组分均优选为Cdx0Zn1-x0Sey0S1-y0，其中，A点的合金组分为Cdx0 AZn1-x0 ASey0 AS1-y0 A，B点的合金组分为Cdx0 BZn1-x0 BSey0 BS1-y0 B，其中A点相对于B点更靠近量子点材料中心，且A点和B点的组成满足：x0 A>x0 B，y0 A >y0 B。若量子点结构单元为径向方向上越向外能级宽度越窄的渐变合金组分结构，则其合金组分均优选为Cdx0Zn1-x0Sey0S1-y0，其中，C点的合金组分为Cdx0 CZn1-x0 CSey0 CS1-y0 C，D点的合金组分为Cdx0 DZn1-x0 DSey0 DS1-y0 D，其中C点相对于D点更靠近量子点材料中心，且C点和D点的组成满足：x0 C＜x0 D，y0 C＜y0 D。若量子点结构单元为均一合金组分结构（即径向方向上能级宽度一致），则其合金组分均优选为Cdx0Zn1-x0Sey0S1-y0，其中，E点的合金组分为Cdx0 EZn1-x0 ESey0 ES1-y0 E，F点的合金组分为Cdx0 FZn1-x0 FSey0 FS1-y0 F，其中E点相对于F点更靠近量子点材料中心，且E点和F点的组成满足：x0 E=x0 F，y0 E=y0 F。
进一步，如图2所示，本发明还提供一种具有内部合金组成成分对应能级宽度不大于外部合金组成成分对应能级宽度、且量子点结构最中心和最外部区域之间含有至少一层均一合金组分结构的量子点结构单元的量子点材料；也就是说，本发明提供的量子点材料包括至少三个在径向方向上依次排布的量子点结构单元，其中，所述至少三个量子点结构单元中，位于中心和表面的量子点结构单元均为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，且在径向方向上相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元的能级是连续的，位于中心和表面的量子点结构单元之间的一个量子点结构单元为均一合金组分结构。后续实施例中将图2所示量子点材料的结构称为具体结构2。
具体地，如图2提供的量子点材料中，所述位于中心和表面的量子点结构单元之间的一层均一合金组分结构的量子点结构单元上，任一点的合金组分为Cdx1Zn1-x1Sey1S1-y1，其中0≤x1≤1，0≤y1≤1，并且x1和y1不同时为0和不同时为1，且x1和y1为固定值。例如某一点的合金组分为Cd0.5Zn0.5Se0.5S0.5，而径向方向上另一点的合金组分也应为Cd0.5Zn0.5Se0.5S0.5；又例如某一均一合金组分结构的量子点结构单元内某一点的均一组分为Cd0.7Zn0.3S，而该量子点结构单元内另一点的合金组分也应为Cd0.7Zn0.3S；又例如某一均一合金组分结构的量子点结构单元内某一点的均一组分为CdSe，而该量子点结构单元内另一点的合金组分也应为CdSe。
进一步，如图2提供的量子点材料中，位于中心和表面的量子点结构单元均为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，且在径向方向上相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元的能级是连续的；即在所述具有渐变合金组分结构的量子点结构单元中，沿径向方向上任一点的合金组成成分对应的能级宽度均要大于相邻的且更靠近量子点结构中心另一点的合金组成成分对应的能级宽度。所述具有渐变合金组分结构的量子点结构单元中的合金组分组成为Cdx2Zn1-x2Sey2S1-y2，其中0≤x2≤1，0≤y2≤1，并且x2和y2不同时为0和不同时为1。例如某一点的合金组分为Cd0.5Zn0.5Se0.5S0.5，而另一点的合金组分为Cd0.3Zn0.7Se0.4S0.6。
进一步，如图3所示，本发明还提供一种具有量子阱结构的全渐变合金组分的量子点材料；也就是说，本发明提供的量子点材料包括两种类型的量子点结构单元（A1类型和A2类型），其中A1类型的量子点结构单元为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，A2类型的量子点结构单元为径向方向上越向外能级宽度越窄的渐变合金组分结构，所述两种量子点结构单元沿径向方向依次交替分布，且在径向方向上相邻的量子点结构单元的能级是连续的。也就是说，所述量子点材料的量子点结构单元分布可以是：A1、A2、A1、A2、A1…，也可以是A2、A1、A2、A1、A2…，即起始的量子点结构单元可以是A1类型，也可以是A2类型。在A1类型的量子点结构单元中，其能级宽度是越向外越宽，在A2类型的量子点结构单元中，其能级宽度是越向外越窄，这两种能级结构均犹如波浪线的形式在径向方向上延伸，后续实施例中将图3所示量子点材料的结构称为具体结构3。
进一步，如图4所示，本发明还提供一种具有能级突变的量子阱结构的合金组分的量子点材料，具体地，所述量子点结构单元均为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，且相邻的量子点结构单元的能级是不连续的，即各个相邻的量子点结构单元的能级宽度具有非连续变化的特点，即突变特点，也就是说量子点的合金组分也是具有突变性，后续的突变结构原理相同；后续实施例中将图4所示量子点材料的结构称为具体结构4。
具体地，图4所述的量子点材料，是由多个量子点结构单元通过突变的方式依次排布构成，这些量子点结构单元均为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构。进一步，所述量子点材料中，靠近中心的量子点结构单元的能级宽度小于远离中心的量子点结构单元的能级宽度。也就是说，所述的量子点材料中，从中心到表面的能级宽度是逐渐变宽的，从而形成间断的开口逐渐变大的漏斗型结构，当然，所述的量子点材料中，也并不限于上述方式，即远离中心的量子点结构单元的能级宽度也可以小于靠近中心的量子点结构单元的能级宽度，这种结构中，相邻的量子点结构单元的能级宽度有交错重叠的地方。
进一步，如图5所示，本发明还提供另一种具有能级突变的量子阱结构的合金组分的量子点材料，具体地，所述量子点结构单元均为径向方向上越向外能级宽度越窄的渐变合金组分结构，且相邻的量子点结构单元的能级是不连续的，即各个相邻的量子点结构单元的能级宽度具有非连续变化的特点，即突变特点，也就是说量子点的合金组分也是具有突变性，后续的突变结构原理相同；后续实施例中将图5所示量子点材料的结构称为具体结构5。
具体地，图5所述的量子点材料，是由多个量子点结构单元通过突变的方式依次排布构成，这些量子点结构单元均为径向方向上越向外能级宽度越窄的渐变合金组分结构。进一步，所述量子点材料中，靠近中心的量子点结构单元的能级宽度大于远离中心的量子点结构单元的能级宽度。也就是说，所述的量子点材料中，从中心到表面的能级宽度是逐渐变窄的，从而形成间断的开口逐渐变小的漏斗型结构，当然，所述的量子点材料中，也并不限于上述方式，即远离中心的量子点结构单元的能级宽度也可以大于靠近中心的量子点结构单元的能级宽度，这种结构中，相邻的量子点结构单元的能级宽度有交错重叠的地方。
进一步，如图6所示，本发明还提供一种量子点材料，位于所述量子点材料内部的合金组成成分的能级宽度由中心到外部逐渐变大，且量子点结构最外部区域为均一合金组分；具体地，所述量子点材料包括两种量子点结构单元（A3类型和A4类型），其中，A3类型的量子点结构单元为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，A4类型的量子点结构单元为均一合金组分结构，所述量子点材料的内部包括包括一个或一个以上的渐变合金组分结构的量子点结构单元，且在径向方向上相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元的能级是连续的；所述量子点材料的外部包括一个或一个以上的均一合金组分结构的量子点结构单元；后续实施例中将图6所示量子点材料的结构称为具体结构6。
具体地，如图6所示的量子点材料中，其量子点结构单元的分布为A3…A3A4…A4，即所述量子点材料的内部是由A3类型的量子点结构单元组成，所述量子点材料的外部是由A4类型的量子点结构单元组成，且A3类型的量子点结构单元的数量和A4类型的量子点结构单元的数量均大于等于1。
进一步，如图7所示，本发明还提供另一种量子点材料，位于所述量子点材料内部的合金组成成分的能级宽度为均一的，位于所述量子点外部的合金组成成分的能级宽度由中心到外部为逐渐变大；具体地，所述量子点材料包括两种量子点结构单元（A5类型和A6类型），其中，A5类型的量子点结构单元为均一合金组分结构，A6类型的量子点结构单元为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，所述量子点材料的内部包括一个或一个以上的均一合金组分结构的量子点结构单元；所述量子点材料的外部包括一个或一个以上的渐变合金组分结构的量子点结构单元，且在径向方向上相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元的能级是连续的；后续实施例中将图7所示量子点材料的结构称为具体结构7。
具体地，如图7所示的量子点材料中，其单原子层的分布为A5…A5A6…A6，即所述量子点材料的内部是由A5类型的量子点结构单元组成，所述量子点材料的外部是由A6类型的量子点结构单元组成，且A5类型的量子点结构单元的数量和A6类型的量子点结构单元的数量均大于等于1。
进一步，本发明所提供的量子点结构单元包括2-20层的单原子层。优选的，所述量子点结构单元包括2-5个单原子层，优选的层数能够保证量子点实现良好的发光量子产率以及高效的电荷注入效率。
进一步，所述量子点发光单元包括1-10层晶胞层，优选2-5层晶胞层；所述晶胞层为最小结构单元，即每一层的晶胞层其合金组分均是固定的，即每一晶胞层内具有相同晶格参数和元素，每一量子点结构单元均为晶胞层连接而构成的封闭晶胞曲面，相邻晶胞层之间的能级宽度具有连续结构或者突变结构。
本发明采用上述结构的量子点材料，能够实现的发光量子产率范围为1%至100%，优选的发光量子产率范围为30%至100%，优选的发光量子产率范围内能够保证量子点的良好应用性。
所述的量子点材料，其中，所述量子点材料的发光峰波长范围为400纳米至700纳米。
本发明采用上述结构的量子点材料，能够实现的发光峰波长范围为400纳米至700纳米，优选的发光峰波长范围为430纳米至660纳米，优选的量子点发光峰波长范围能够保证量子点材料在此范围内实现大于30%的发光量子产率。
进一步，在本发明中，所述量子点材料的发光峰的半高峰宽为12纳米至80纳米。
本发明所提供的量子点材料具有如下有益效果：第一，有助于最大程度上减少不同合金组分的量子点晶体间的晶格张力并缓解晶格失配，从而减少了界面缺陷的形成，提高了量子点的发光效率。第二，本发明所提供的量子点材料所形成的能级结构更有利于对量子点中电子云的有效束缚，大大减少电子云向量子点表面的扩散几率，从而极大地抑制了量子点无辐射跃迁的俄歇复合损失，减少量子点闪烁并提高量子点发光效率。第三，本发明所提供的量子点材料所形成的能级结构更有利于提高半导体器件中量子点发光层电荷的注入效率和传输效率；同时能够有效避免电荷的聚集以及由此产生的激子淬灭。第四，本发明所提供的量子点材料所形成的易于控制的多样性能级结构能够充分满足并配合器件中其他功能层的能级结构，以实现器件整体能级结构的匹配，从而有助于实现高效的半导体器件。
本发明还提供一种如上所述的量子点材料的制备方法，其中，包括步骤：
在预定位置处合成第一种化合物；
在第一种化合物的表面合成第二种化合物，所述第一种化合物与所述第二种化合物的合金组分相同或者不同；
使第一种化合物和第二种化合物体之间发生阳离子交换反应形成量子点材料，所述量子点的发光峰波长出现蓝移、红移和不变中的一种或多种。
本发明的制备方法将量子点SILAR合成法结合量子点一步合成法生成量子点，具体为利用量子点逐层生长以及利用量子点一步合成法形成渐变组分过渡壳。即在预定位置处先后形成两层具有相同或者不同合金组分的化合物薄层，通过使两层化合物之间发生阳离子交换反应，从而实现在预定位置处的合金组分分布。重复以上过程可以不断实现在径向方向预定位置处的合金组分分布。
所述的第一种化合物和第二种化合物可以是二元或者二元以上化合物。
进一步，当所述量子点的发光峰波长出现蓝移时，说明发光峰向短波方向移动，能级宽度变宽；当所述量子点的发光峰波长出现红移时，代表发光峰向长波方向移动，能级宽度变窄；当所述量子点的发光峰波长不变时，说明能级宽度不变。
所述第一种化合物和/或所述第二种化合物的阳离子前驱体包括：Zn的前驱体，所述Zn的前驱体为二甲基锌（dimethyl Zinc）、二乙基锌（diethyl Zinc）、醋酸锌（Zincacetate）、乙酰丙酮锌（Zinc acetylacetonate）、碘化锌（Zinc iodide）、溴化锌（Zincbromide）、氯化锌（Zinc chloride）、氟化锌（Zinc fluoride）、碳酸锌（Zinc carbonate）、氰化锌（Zinc cyanide）、硝酸锌（Zinc nitrate）、氧化锌（Zinc oxide）、过氧化锌（Zincperoxide）、高氯酸锌（Zinc perchlorate）、硫酸锌（Zinc sulfate）、油酸锌（Zinc oleate）或硬脂酸锌（Zinc stearate）等中的至少一种，但不限于此。
所述第一种化合物和/或所述第二种化合物的阳离子前驱体包括Cd的前驱体，所述Cd的前驱体为二甲基镉（dimethyl cadmium）、二乙基镉（diethyl cadmium）、醋酸镉（cadmium acetate）、乙酰丙酮镉（cadmium acetylacetonate）、碘化镉（cadmium iodide）、溴化镉（cadmium bromide）、氯化镉（cadmium chloride）、氟化镉（cadmium fluoride）、碳酸镉（cadmium carbonate）、硝酸镉（cadmium nitrate）、氧化镉（cadmium oxide）、高氯酸镉（cadmium perchlorate）、磷酸镉（cadmium phosphide）、硫酸镉（cadmium sulfate）、油酸镉（cadmium oleate）或硬脂酸镉（cadmium stearate）等中的至少一种，但不限于此。
所述第一种化合物和/或所述第二种化合物的阴离子前驱体包括Se的前驱体，例如Se与一些有机物任意组合所形成的化合物，具体是Se-TOP (selenium-trioctylphosphine)、Se-TBP (selenium-tributylphosphine)、Se-TPP (selenium-triphenylphosphine)、Se-ODE (selenium-1-octadecene)、Se-OA (selenium-oleicacid)、Se-ODA (selenium-octadecylamine)、Se-TOA (selenium-trioctylamine)、Se-ODPA (selenium-octadecylphosphonic acid)或Se-OLA (selenium-oleylamine)等中的至少一种，但不限于此。
所述第一种化合物和/或所述第二种化合物的阴离子前驱体包括S的前驱体，例如S与一些有机物任意组合所形成的化合物，具体是S-TOP(sulfur-trioctylphosphine，)、S-TBP(sulfur-tributylphosphine) 、S-TPP(sulfur-triphenylphosphine)、S-ODE(sulfur-1-octadecene) 、S-OA (sulfur-oleic acid)、S-ODA(sulfur-octadecylamine)、S-TOA(sulfur-trioctylamine) 、S-ODPA(sulfur-octadecylphosphonic acid)或S-OLA(sulfur-oleylamine)等中的至少一种，但不限于此；所述S的前驱体为烷基硫醇(alkylthiol)，所述烷基硫醇是己硫醇(hexanethiol)、辛硫醇(octanethiol)、癸硫醇(decanethiol)、十二烷基硫醇(dodecanethiol)、十六烷基硫醇(hexadecanethiol) or 巯丙基硅烷(mercaptopropylsilane)等中的至少一种，但不限于此。
所述第一种化合物和/或所述第二种化合物的阴离子前驱体还包括Te的前驱体，所述Te的前驱体为Te-TOP、Te-TBP、Te-TPP、Te-ODE、Te-OA、Te-ODA、Te-TOA、Te-ODPA或Te-OLA中的至少一种。
在本发明的制备方法中，发生阳离子交换反应的条件是进行加热反应，例如加热温度在100℃至400℃之间，优选的加热温度为150℃至380℃之间。加热时间在2s至24h之间，优选的加热时间为5min至4h之间。
上述阳离子前躯体和阴离子前驱体可以根据最终的量子点材料组成来确定选择其中的一种或几种：例如需要合成CdxZn1-xSeyS1-y的量子点材料时，则需要Cd的前驱体、Zn的前驱体、Se的前驱体、S的前驱体；如需要合成CdxZn1-xS的量子点材料时，则需要Cd的前驱体、Zn的前驱体、S的前驱体；如需要合成CdxZn1-xSe的量子点材料时，则需要Cd的前驱体、Zn的前驱体、Se的前驱体。
加热温度越高，阳离子交换反应的速率越快，阳离子交换的厚度范围和交换程度也越大，但厚度和程度范围会逐渐达到相对饱和的程度；类似的，加热时间越长，阳离子交换的厚度范围和交换程度也越大，但厚度和程度范围也会逐渐达到相对饱和的程度。阳离子交换的厚度范围和程度直接决定了所形成的渐变合金组分分布。阳离子交换所形成的渐变合金组分分布同时也由各自所形成的二元或者多元化合物纳米晶体的厚度所决定。
在形成各层化合物时，阳离子前驱体与阴离子前驱体的摩尔比为100:1到1:50（具体为阳离子与阴离子的摩尔投料比），例如在形成第一层化合物时，阳离子前驱体与阴离子前驱体的摩尔比为100:1到1:50；在形成第二层化合物时，阳离子前驱体与阴离子前驱体的摩尔比为100:1到1:50，优选的比例为20:1到1:10，优选的阳离子前驱体与阴离子前驱体的摩尔比例可以保证反应速率在易于控制的范围内。
通过上述制备方法所制备的量子点材料，其发光峰波长范围为400纳米至700纳米，优选的发光峰波长范围为430纳米至660纳米，优选的量子点发光峰波长范围能够保证量子点在此范围内实现大于30%的发光量子产率。
以上制备方法所制备的量子点材料，发光量子产率范围为1%至100%，优选的发光量子产率范围为30%至100%，优选的发光量子产率范围内能够保证量子点的良好应用性。
进一步，在本发明中，所述量子点材料的发光峰的半高峰宽为12纳米至80纳米。
除了按照上述制备方法制备本发明的量子点材料之外，本发明还提供另外一种如上所述的量子点材料的制备方法，其包括步骤：
在径向方向上预定位置处加入一种或一种以上阳离子前驱体；在一定条件下同时加入一种或一种以上的阴离子前驱体，使阳离子前驱体与阴离子前驱体进行反应形成量子点材料，并且所述量子点材料的发光峰波长在反应过程中出现蓝移、红移和不变中的一种或几种，从而实现在预定位置处的合金组分分布。
对于此种方法与前一种方法的不同在于，前一种是先后形成两层化合物，然后发生阳离子交换反应，从而实现本发明所需合金组分分布，而后一种方法是直接控制在预定位置处加入所需合成合金组分的阳离子前驱体和阴离子前驱体，进行反应形成量子点材料，从而实现本发明所需合金组分分布。对于后一种方法，反应原理是反应活性高的阳离子前驱体和阴离子前驱体先发生反应，反应活性低的阳离子前驱体和阴离子前驱体后发生反应，并且在反应过程中，不同的阳离子发生阳离子交换反应，从而实现本发明所需合金组分分布。至于阳离子前驱体与阴离子前驱体的种类在前述方法中已有详述。至于反应温度、反应时间和配比等可根据具体所需合成的量子点材料不同而有所不同，其与前述的前一种方法大体相同，后续以具体实施例进行说明。
实施例1：基于CdZnSeS/CdZnSeS量子点的制备
先将阳离子Cd的前驱体、阳离子Zn的前驱体、阴离子Se的前驱体和阴离子S的前驱体注入到反应体系中，形成CdyZn1-ySebS1-b层（其中0≤y≤1，0≤b≤1）；继续将阳离子Cd的前驱体、阳离子Zn的前驱体、阴离子Se的前驱体和阴离子S的前驱体注入到反应体系中，在上述CdyZn1-ySebS1-b层表面形成CdzZn1-zSecS1-c层（其中0≤z≤1，且z不等于y，0≤c≤1）；在一定的加热温度和加热时间等反应条件下，发生内外层纳米晶体（即上述两层化合物）中Cd与Zn离子的互换；由于阳离子的迁移距离有限且越远的迁移距离发生迁移的机率就越小，因此会在CdyZn1-ySebS1-b层与CdzZn1-zSecS1-c层的界面附近形成Cd含量和Zn含量的渐变合金组分分布，即CdxZn1-xSeaS1-a，其中0≤x≤1，0≤a≤1。
实施例2：基于CdZnS/CdZnS量子点的制备
先将阳离子Cd的前驱体、阳离子Zn的前驱体以及阴离子S的前驱体注入到反应体系中，先形成CdyZn1-yS层（其中0≤y≤1）；继续将阳离子Cd的前驱体、阳离子Zn的前驱体以及阴离子S的前驱体注入到反应体系中，会在上述CdyZn1-yS层表面形成CdzZn1-zS层（其中0≤z≤1，且z不等于y）；在一定的加热温度和加热时间等反应条件下，发生内外层纳米晶体（即上述两层化合物）中Cd与Zn离子的互换；由于阳离子的迁移距离有限且越远的迁移距离发生迁移的机率就越小，因此会在CdyZn1-yS层与CdzZn1-zS层的界面附近形成Cd含量和Zn含量的渐变合金组分分布，即CdxZn1-xS，其中0≤x≤1。
实施例3：基于CdZnSe/CdZnSe量子点的制备
先将阳离子Cd的前驱体、阳离子Zn的前驱体以及阴离子Se的前驱体注入到反应体系中先形成CdyZn1-ySe层（其中0≤y≤1）；继续将阳离子Cd的前驱体、阳离子Zn的前驱体以及阴离子Se的前驱体注入到反应体系中，会在上述CdyZn1-ySe层表面形成CdzZn1-zSe层（其中0≤z≤1，且z不等于y）；在一定的加热温度和加热时间等反应条件下，发生内外层纳米晶体中Cd与Zn离子的互换；由于阳离子的迁移距离有限且越远的迁移距离发生迁移的机率就越小，因此会在CdyZn1-ySe层与CdzZn1-zSe层的界面附近形成Cd含量和Zn含量的渐变合金组分分布，即CdxZn1-xSe，其中0≤x≤1。
实施例4：基于CdS/ZnS量子点的制备
先将阳离子Cd的前驱体和阴离子S的前驱体注入到反应体系中，先形成CdS层；继续将阳离子Zn的前驱体和阴离子S的前驱体注入到反应体系中，会在上述CdS层表面形成ZnS层；在一定的加热温度和加热时间等反应条件下，外层的Zn阳离子会逐渐向内层迁移，并与Cd阳离子发生阳离子交换反应，即Cd离子向外层迁移，发生了Cd与Zn离子的互换；由于阳离子的迁移距离有限且越远的迁移距离发生迁移的机率就越小，因此会在CdS层与ZnS层的界面附近形成Cd含量沿着径向向外逐渐减少、Zn含量沿着径向向外逐渐增加的渐变合金组分分布，即CdxZn1-xS，其中0≤x≤1且x自内向外（径向方向）从1单调递减为0。
实施例5：基于CdSe/ZnSe量子点的制备
先将阳离子Cd的前驱体和阴离子Se的前驱体注入到反应体系中先形成CdSe层；继续将阳离子Zn的前驱体和阴离子Se的前驱体注入到反应体系中，会在上述CdSe层表面形成ZnSe层；在一定的加热温度和加热时间等反应条件下，外层的Zn阳离子会逐渐向内层迁移，并与Cd阳离子发生阳离子交换反应，即Cd离子向外层迁移，发生了Cd与Zn离子的互换；由于阳离子的迁移距离有限且越远的迁移距离发生迁移的机率就越小，因此会在CdSe层与ZnSe层的界面附近形成Cd含量沿着径向向外逐渐减少、Zn含量沿着径向向外逐渐增加的渐变合金组分分布，即CdxZn1-xSe，其中0≤x≤1且x自内向外（径向方向）从1单调递减为0。
实施例6：基于CdSeS/ZnSeS量子点的制备
先将阳离子Cd的前驱体、阴离子Se的前驱体以及阴离子S的前驱体注入到反应体系中先形成CdSebS1-b层（其中0≤b≤1）；继续将阳离子Zn的前驱体、阴离子Se的前驱体以及阴离子S的前驱体注入到反应体系中，会在上述CdSebS1-b层表面形成ZnSecS1-c层（其中0≤c≤1）；在一定的加热温度和加热时间等反应条件下，外层的Zn阳离子会逐渐向内层迁移，并与Cd阳离子发生阳离子交换反应，即Cd离子向外层迁移，发生了Cd与Zn离子的互换；由于阳离子的迁移距离有限且越远的迁移距离发生迁移的机率就越小，因此会在CdSebS1-b层与ZnSecS1-c层的界面附近形成Cd含量沿着径向向外逐渐减少、Zn含量沿着径向向外逐渐增加的渐变合金组分分布，即CdxZn1-xSeaS1-a，其中0≤x≤1且x自内向外（径向方向）从1单调递减为0，0≤a≤1。
实施例7：基于ZnS/CdS量子点的制备
先将阳离子Zn的前驱体和阴离子S的前驱体注入到反应体系中先形成ZnS层；继续将阳离子Cd的前驱体和阴离子S的前驱体注入到反应体系中，会在上述ZnS层表面形成CdS层；在一定的加热温度和加热时间等反应条件下，外层的Cd阳离子会逐渐向内层迁移，并与Zn阳离子发生阳离子交换反应，即Zn离子向外层迁移，发生了Cd与Zn离子的互换；由于阳离子的迁移距离有限且越远的迁移距离发生迁移的机率就越小，因此会在ZnS层与CdS层的界面附近形成Zn含量沿着径向向外逐渐减少、Cd含量沿着径向向外逐渐增加的渐变合金组分分布，即CdxZn1-xS，其中0≤x≤1且x自内向外（径向方向）从0单调递增为1。
实施例8：基于ZnSe/CdSe量子点的制备
先将阳离子Zn的前驱体和阴离子Se的前驱体注入到反应体系中先形成ZnSe层；继续将阳离子Cd的前驱体和阴离子Se的前驱体注入到反应体系中，会在上述ZnSe层表面形成CdSe层；在一定的加热温度和加热时间等反应条件下，外层的Cd阳离子会逐渐向内层迁移，并与Zn阳离子发生阳离子交换反应，即Zn离子向外层迁移，发生了Cd与Zn离子的互换；由于阳离子的迁移距离有限且越远的迁移距离发生迁移的机率就越小，因此会在ZnSe层与CdSe层的界面附近形成Zn含量沿着径向向外逐渐减少、Cd含量沿着径向向外逐渐增加的渐变合金组分分布，即CdxZn1-xSe，其中0≤x≤1且x自内向外（径向方向）从0单调递增为1。
实施例9：基于ZnSeS/CdSeS量子点的制备
先将阳离子Zn的前驱体、阴离子Se的前驱体以及阴离子S的前驱体注入到反应体系中先形成ZnSebS1-b层（其中0≤b≤1）；继续将阳离子Cd的前驱体、阴离子Se的前驱体以及阴离子S的前驱体注入到反应体系中，会在上述ZnSebS1-b层表面形成CdSecS1-c层（其中0≤c≤1）；在一定的加热温度和加热时间等反应条件下，外层的Cd阳离子会逐渐向内层迁移，并与Zn阳离子发生阳离子交换反应，即Zn离子向外层迁移，发生了Cd与Zn离子的互换；由于阳离子的迁移距离有限且越远的迁移距离发生迁移的机率就越小，因此会在ZnSebS1-b层与CdSecS1-c层的界面附近形成Zn含量沿着径向向外逐渐减少、Cd含量沿着径向向外逐渐增加的渐变合金组分分布，即CdxZn1-xSeaS1-a，其中0≤x≤1且x自内向外从0单调递增为1，0≤a≤1。
实施例10：具有具体结构1的蓝色量子点的制备
油酸镉和油酸锌前驱体制备：将1 mmol氧化镉（CdO），9 mmol乙酸锌[Zn(acet)2]，8 mL油酸（Oleic acid），和15 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，于80℃下进行真空脱气60 min。然后将其切换成氮气气氛下，并于该温度下保存以备待用。
将2 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在3 mL的十八烯（1-Octadecene）中，得到硫十八烯前驱体。
将6 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在3 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硫化三辛基膦前驱体。
将0.6 mmol氧化镉（CdO），0.6 mL油酸（Oleic acid）和5.4 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，在氮气氛围下250℃加热回流120 min，得到透明的油酸镉前驱体。
在氮气氛围下，将油酸镉和油酸锌前驱体升温至310℃，将硫十八烯前驱体快速注入到反应体系中，反应10 min后，将硫化三辛基膦前驱体和油酸镉前驱体分别以3 mL/h和10 mL/h的速率逐滴加入到反应体系中。反应结束后，待反应液冷却至室温后，用甲苯和无水甲醇将产物反复溶解、沉淀，然后离心提纯，得到具有具体结构1的蓝色量子点（CdxZn1- xS）。
实施例11：具有具体结构1的绿色量子点的制备
油酸镉和油酸锌前驱体制备：将0.4 mmol氧化镉（CdO），8 mmol乙酸锌[Zn(acet)2]，10mL油酸（Oleic acid）置于100 mL三口烧瓶中，于80℃下进行真空脱气60 min。然后将其切换成氮气气氛下，并于该温度下保存以备待用。
将2 mmol硒粉（Selenium powder），4 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在4 mL的三辛基膦（Trio ctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体。
将2 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在2 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硫化三辛基膦前驱体。
在氮气氛围下，将油酸镉和油酸锌前驱体升温至310℃，将硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体快速注入到反应体系中，先生成CdxZn1-xSeyS1-y，反应10 min后，将2mL的硫化三辛基膦前驱体以8 mL/h的速率逐滴加入到反应体系中，直至前驱体注入完。反应结束后，待反应液冷却至室温后，用甲苯和无水甲醇将产物反复溶解、沉淀，离心提纯，得到具有具体结构1的绿色量子点（CdxZn1-xSeyS1-y/CdzZn1-zS），此处“/”的前面代表所制备的绿色量子点的内部的组成，“/”的后面则代表所制备的绿色量子点外部的组成，并且“/”代表的并不是明显的界限，而是从内到外渐变的结构，后续出现的这种量子点表示方法含义相同。
实施例12：具有具体结构1的红色量子点的制备
油酸镉和油酸锌前驱体制备：将0.8 mmol氧化镉（CdO），12 mmol乙酸锌[Zn(acet)2]，14 mL油酸（Oleic acid）置于100 mL三口烧瓶中，于80℃下进行真空脱气60 min。然后将其切换成氮气气氛下，并于该温度下保存以备待用。
将2 mmol硒粉（Selenium powder）在4 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦前驱体。
将0.2 mmol硒粉（Selenium powder），0.6 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在2 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体。
在氮气氛围下，将油酸镉和油酸锌前驱体升温至310℃，将硒化三辛基膦前驱体快速注入到反应体系中，先生成CdxZn1-xSe，反应10 min后，将2mL的硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体以4 mL/h的速率逐滴加入到反应体系中。反应结束后，待反应液冷却至室温后，用甲苯和无水甲醇将产物反复溶解、沉淀，离心提纯，得到具有具体结构1的红色荧光量子点（CdxZn1-xSeyS1-y/CdzZn1-zS）。
实施例13：油酸镉注入速率对具有具体结构1的蓝色量子点合成的影响
在实施例10的基础上，通过调节油酸镉的注入速率可以调控量子点组分的梯度变化的斜率，从而影响其能级结构，最终实现对量子点发光波长的调控。
油酸镉和油酸锌前驱体制备：将1 mmol氧化镉（CdO），9 mmol乙酸锌[Zn(acet)2]，8 mL油酸（Oleic acid），和15 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，于80℃下进行真空脱气60 min。然后将其切换成氮气气氛下，并于该温度下保存以备待用。
将2 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在3 mL的十八烯（1-Octadecene）中，得到硫十八烯前驱体。
将6 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在3 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硫化三辛基膦前驱体。
将0.6 mmol氧化镉（CdO），0.6 mL油酸（Oleic acid）和5.4 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，在氮气氛围下250℃加热回流120 min，得到透明的油酸镉前驱体。
在氮气氛围下，将油酸镉和油酸锌前驱体升温至310℃，将硫十八烯前驱体快速注入到反应体系中，先生成CdxZn1-xS，反应10 min后，将硫化三辛基膦前驱体以3 mL/h速率逐滴加入到反应体系中，同时将油酸镉前驱体以不同的注入速率逐滴加入到反应体系中。反应结束后，待反应液冷却至室温后，用甲苯和无水甲醇将产物反复溶解、沉淀，离心提纯，得到具有能级结构1的蓝色量子点（CdxZn1-xS/CdyZn1-yS）。
基于相同的量子点中心（合金量子点发光峰447nm）及不同油酸镉前驱体的注入速率下，量子点发光波长调控的列表如下：
实施例14：油酸镉注入量对具有具体结构1的蓝色量子点合成的影响
在实施例10和实施例13的基础上，通过调节油酸镉前驱体的注入量，可以调控量子点的成分的梯度变化的区间，从而影响其能级结构的变化，最终实现对量子点发光波长的调控。基于相同的量子点中心（合金量子点发光峰447nm）及不同油酸镉前驱体的注入量（相同注入速率下1 mmol/h）速率下，量子点发光波长调控的列表如下。
实施例15：具有具体结构2的蓝色量子点的制备
油酸镉和油酸锌前驱体制备：将1 mmol氧化镉（CdO），9 mmol乙酸锌[Zn(acet)2]，8 mL油酸（Oleic acid）和15 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，于80℃下进行真空脱气60 min。然后将其切换成氮气气氛下，并于该温度下保存以备待用。
将2 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在3 mL的十八烯（1-Octadecene）中，得到硫十八烯前驱体。
将6 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在3 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硫化三辛基膦前驱体。
将0.6 mmol氧化镉（CdO），0.6 mL油酸（Oleic acid）和5.4 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，在氮气氛围下250℃加热回流120 min，得到透明的油酸镉前驱体。
在氮气氛围下，将油酸镉和油酸锌前驱体升温至310℃，将硫十八烯前驱体快速注入到反应体系中，先生成CdxZn1-xS，反应10 min后，将反应体系温度降至280℃，接着将2mL的硫化三辛基膦前驱体和6mL油酸镉前驱体分别以3 mL/h和10mL/h的速率同时注入到反应体系中。注入40 min后，将反应体系温度升温至310℃，将1mL硫化三辛基膦前驱体以3 mL/h的速率注入到反应体系中，反应结束后，待反应液冷却至室温后，用甲苯和无水甲醇将产物反复溶解、沉淀，离心提纯，得到具体结构2的蓝色量子点。
实施例16：具有具体结构2的绿色量子点的制备
油酸镉和油酸锌前驱体制备：将0.4 mmol氧化镉（CdO），8 mmol乙酸锌[Zn(acet)2]，10mL油酸（Oleic acid）和20 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，于80℃下进行真空脱气60 min。然后将其切换成氮气气氛下，并于该温度下保存以备待用。
将2 mmol硒粉（Selenium powder），4 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在4mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体。
将2mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在2mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硫化三辛基膦前驱体。
将0.6 mmol氧化镉（CdO），0.6 mL油酸（Oleic acid）和5.4 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，在氮气氛围下250℃加热回流120 min，得到透明的油酸镉前驱体。
在氮气氛围下，将油酸镉和油酸锌前驱体升温至310℃，将硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体快速注入到反应体系中，先生成CdxZn1-xSeyS1-y，反应10 min后，将反应体系温度降至280℃，接着将1.2mL的硫化三辛基膦前驱体和6mL油酸镉前驱体分别以2 mL/h和10mL/h的速率注入到反应体系中，直至前驱体注入完。将反应体系温度升温至310℃，将0.8mL硫化三辛基膦前驱体以2 mL/h的速率注入到反应体系中。反应结束后，待反应液冷却至室温后，用甲苯和无水甲醇将产物反复溶解、沉淀，离心提纯，得到具有具体结构2的绿色量子点。
实施例17：具有具体结构2的红色量子点的制备
油酸镉和油酸锌前驱体制备：将0.8 mmol氧化镉（CdO），12 mmol乙酸锌[Zn(acet)2]，14 mL油酸（Oleic acid）和20 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，于80℃下进行真空脱气60 min。然后将其切换成氮气气氛下，并于该温度下保存以备待用。
将2 mmol硒粉（Selenium powder）在4mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦前驱体。
将0.2 mmol硒粉（Selenium powder），0.6 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在2mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体。
将0.3 mmol氧化镉（CdO），0.3mL油酸（Oleic acid）和2.7 mL十八烯（1-Octadecene）置于50 mL三口烧瓶中，在氮气氛围下250℃加热回流120 min，得到透明的油酸镉前驱体。
在氮气氛围下，将油酸镉和油酸锌前驱体升温至310℃，将硒化三辛基膦前驱体快速注入到反应体系中，先生成CdxZn1-xSe，反应10 min后，将反应体系温度降至280℃，接着将1mL硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体和3mL油酸镉前驱体分别以2 mL/h和6 mL/h的速率注入到反应体系中。将反应体系温度升温至310℃，将1mL硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体以4 mL/h的速率注入到反应体系中。反应结束后，待反应液冷却至室温后，用甲苯和无水甲醇将产物反复溶解、沉淀，离心提纯，得到具有具体结构2的红色量子点。
实施例18：具有具体结构3的蓝色量子点的制备
油酸镉和油酸锌前驱体制备：将1 mmol氧化镉（CdO），9 mmol乙酸锌[Zn(acet)2]，8 mL油酸（Oleic acid），和15 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，于80℃下进行真空脱气60 min。然后将其切换成氮气气氛下，并于该温度下保存以备待用。
将2 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在3 mL的十八烯（1-Octadecene）中，得到硫十八烯前驱体。
将6 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在3 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硫化三辛基膦前驱体。
将0.2 mmol硒粉（Selenium powder）溶解在1 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦前驱体。
将0.6 mmol氧化镉（CdO），0.6 mL油酸（Oleic acid）和5.4 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，在氮气氛围下250℃加热回流120 min，得到透明的油酸镉前驱体。
在氮气氛围下，将油酸镉和油酸锌前驱体升温至310℃，将硫十八烯前驱体快速注入到反应体系中，先生成CdxZn1-xS，反应10 min后，将油酸镉前驱体和硫化三辛基膦前驱体分别以0.6 mmol/h、4 mmol/h的速率连续注入20 min到反应体系中。随后将油酸镉前驱体、硫化三辛基膦前驱体和硒化三辛基膦前驱体分别以0.4 mmol/h、0.6 mmol/h和0.2 mmol/h的速率连续注入1 h到反应体系中。反应结束后，待反应液冷却至室温后，用甲苯和无水甲醇将产物反复溶解、沉淀，离心提纯，得到具有量子阱能级结构（具体结构3）的蓝色量子点(CdZnS/CdZnS/CdZnSeS3)。
实施例19：具有具体结构3的绿色量子点的制备
油酸镉和油酸锌前驱体制备：将0.4 mmol氧化镉（CdO），6 mmol乙酸锌[Zn(acet)2]，10mL油酸（Oleic acid）和20 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，于80℃下进行真空脱气60 min。然后将其切换成氮气气氛下，并于该温度下保存以备待用。
将0.4 mmol硒粉（Selenium powder），4 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在4 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体1。
将0.1 mmol硒粉（Selenium powder），0.3 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在2 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体2。
将0.8 mmol硫粉（Sulfur powder），0.8 mmol硒粉（Selenium powder）溶解在3 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体3。
将0.6 mmol氧化镉（CdO），0.6 mL油酸（Oleic acid）和5.4 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，在氮气氛围下250℃加热回流120 min，得到透明的油酸镉前驱体。
在氮气氛围下，将油酸镉和油酸锌前驱体升温至310℃，将硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体1快速注入到反应体系中，先生成CdxZn1-xSeyS1-y，反应5 min后，将2mL的硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体2以6 mL/h的速率逐滴加入到反应体系中。随后，将3mL的硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体3和6mL的油酸镉前驱体的分别以3 mL/h和6 mL/h速率继续逐滴加入到反应体系中。反应结束后，待反应液冷却至室温后，用甲苯和无水甲醇将产物反复溶解、沉淀，离心提纯，得到具有具体结构3的绿色量子点(CdZn3SeS3/Zn4SeS3/Cd3Zn5Se4S4)。
实施例20：具有具体结构3的红色量子点的制备
油酸镉和油酸锌前驱体制备：将0.8 mmol氧化镉（CdO），12 mmol乙酸锌[Zn(acet)2]，14 mL油酸（Oleic acid）和20 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，于80℃下进行真空脱气60 min。然后将其切换成氮气气氛下，并于该温度下保存以备待用。
将2 mmol硒粉（Selenium powder）在4 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦前驱体。
将0.2 mmol硒粉（Selenium powder），0.6 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在2 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体。
将0.9 mmol氧化镉（CdO），0.9 mL油酸（Oleic acid）和8.1 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，在氮气氛围下250℃加热回流120 min，得到透明的油酸镉前驱体。
在氮气氛围下，将油酸镉和油酸锌前驱体升温至310℃，将硒化三辛基膦前驱体快速注入到反应体系中，先生成CdxZn1-xSe，反应10 min后，将2 mL的硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体以2 mL/h的速率逐滴加入到反应体系中。注入到30 min时，将3 mL的油酸镉前驱体同时以6 mL/h速率逐滴加入到反应体系中。反应结束后，待反应液冷却至室温后，用甲苯和无水甲醇将产物反复溶解、沉淀，离心提纯，得到具有具体结构3的红色量子点（CdxZn1-xSe/ZnSeyS1-y/CdzZn1-zSeS）。
实施例21：具有具体结构4的蓝色量子点的制备
油酸镉和油酸锌前驱体制备：将1 mmol氧化镉（CdO），9 mmol乙酸锌[Zn(acet)2]，8 mL油酸（Oleic acid），和15 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，于80℃下进行真空脱气60 min。然后将其切换成氮气气氛下，并于该温度下保存以备待用。
将2 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在3 mL的十八烯（1-Octadecene）中，得到硫十八烯前驱体。
将6 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在3 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硫化三辛基膦前驱体。
将0.2mmol硒粉（Selenium powder）溶解在1mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦前驱体。
将0.6 mmol氧化镉（CdO），0.6mL油酸（Oleic acid）和5.4 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，在氮气氛围下250℃加热回流120 min，得到透明的油酸镉前驱体。
在氮气氛围下，将油酸镉和油酸锌前驱体升温至310℃，将硫十八烯前驱体快速注入到反应体系中，先生成CdxZn1-xS，反应10 min后，将油酸镉前驱体和硒化三辛基膦前驱体分别以0.6 mmol/h、0.6 mmol/h的速率连续注入20 min到反应体系中。随后将油酸镉前驱体和硫化三辛基膦前驱体分别以0.4 mmol/h和6 mmol/h的速率连续注入1h到反应体系中。反应结束后，待反应液冷却至室温后，用甲苯和无水甲醇将产物反复溶解、沉淀，离心提纯，得到具有量子阱能级结构（具体结构4）的蓝色量子点（CdZnS/CdZnSe/CdZnS）。
实施例22：具有具体结构4的绿色量子点的制备
油酸镉和油酸锌前驱体制备：将1 mmol氧化镉（CdO），9 mmol乙酸锌[Zn(acet)2]，8 mL油酸（Oleic acid），和15 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，于80℃下进行真空脱气60 min。然后将其切换成氮气气氛下，并于该温度下保存以备待用。
将2 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在3 mL的十八烯（1-Octadecene）中，得到硫十八烯前驱体。
将6 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在3 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硫化三辛基膦前驱体。
将0.4 mmol硒粉（Selenium powder）溶解在2 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦前驱体。
将0.8 mmol氧化镉（CdO），1.2 mL油酸（Oleic acid）和4.8 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，在氮气氛围下250℃加热回流120 min，得到透明的油酸镉前驱体。
在氮气氛围下，将油酸镉和油酸锌前驱体升温至310℃，将硫十八烯前驱体快速注入到反应体系中，先生成CdxZn1-xS，反应10 min后，将油酸镉前驱体和硒化三辛基膦前驱体分别以0.6 mmol/h、0.6 mmol/h的速率连续注入40 min到反应体系中。随后将油酸镉前驱体和硫化三辛基膦前驱体分别以0.4 mmol/h和6 mmol/h的速率连续注入1 h到反应体系中。反应结束后，待反应液冷却至室温后，用甲苯和无水甲醇将产物反复溶解、沉淀，离心提纯，得到具有量子阱能级结构（具体结构4）的绿色量子点（CdZnS/CdZnSe/CdZnS）。
实施例23：具有具体结构4的红色量子点的制备
油酸镉和油酸锌前驱体制备：将0.8 mmol氧化镉（CdO），12 mmol乙酸锌[Zn(acet)2]，14 mL油酸（Oleic acid）和20 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，于80℃下进行真空脱气60 min。然后将其切换成氮气气氛下，并于该温度下保存以备待用。
将1.5 mmol硒粉（Selenium powder），1.75 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在3mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体1。
将1 mmol硒粉（Selenium powder）在2mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦前驱体。
将0.2 mmol硒粉（Selenium powder），0.8 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在2mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体2。
将3 mmol氧化镉（CdO），3mL油酸（Oleic acid）和6 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，在氮气氛围下250℃加热回流120 min，得到透明的油酸镉前驱体。
在氮气氛围下，将油酸镉和油酸锌前驱体升温至310℃，将硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体1注入到反应体系中，先生成CdxZn1-xSe，反应10 min后，将2 mL的硒化三辛基膦前驱体和3mL的油酸镉前驱体分别以4 mL/h和6 mL/h的速率逐滴加入到反应体系中。注入到30 min时，将2mL的硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体2和3mL的油酸镉前驱体分别以2 mL/h和3 mL/h速率逐滴加入到反应体系中。反应结束后，待反应液冷却至室温后，用甲苯和无水甲醇将产物反复溶解、沉淀，离心提纯，得到具体结构4的红色量子点（CdxZn1-xSe/CdZnSe/CdzZn1-zSeS）。
实施例24：具有具体结构5的蓝色量子点的制备
油酸镉和油酸锌前驱体制备：将1 mmol氧化镉（CdO），9 mmol乙酸锌[Zn(acet)2]，8 mL油酸（Oleic acid），和15 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，于80℃下进行真空脱气60 min。然后将其切换成氮气气氛下，并于该温度下保存以备待用。
将1 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在3 mL的十八烯（1-Octadecene）中，得到硫十八烯前驱体。
将6 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在3 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硫化三辛基膦前驱体。
将0.6 mmol氧化镉（CdO），0.6mL油酸（Oleic acid）和5.4 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，在氮气氛围下250℃加热回流120 min，得到透明的油酸镉前驱体。
在氮气氛围下，将油酸镉和油酸锌前驱体升温至310℃，将硫十八烯前驱体快速注入到反应体系中，先生成CdxZn1-xS，反应10 min后，将3 mL硫化三辛基膦前驱体以3 mL/h的速率连续注入1h到反应体系中，在硫化三辛基膦前驱体注入20 min时，将2 mL油酸镉前驱体以6 mL/h注入到反应体系中，在硫化三辛基膦前驱体注入40 min时，将4 mL油酸镉前驱体以12 mL/h注入到反应体系中。反应结束后，待反应液冷却至室温后，用甲苯和无水甲醇将产物反复溶解、沉淀，离心提纯，得到具有量子阱能级结构（具体结构5）的蓝色量子点（CdZnS/ZnS/CdZnS）。
实施例25：具有具体结构5的绿色量子点的制备
油酸镉和油酸锌前驱体制备：将0.4 mmol氧化镉（CdO），6 mmol乙酸锌[Zn(acet)2]，10mL油酸（Oleic acid）和20 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，于80℃下进行真空脱气60 min。然后将其切换成氮气气氛下，并于该温度下保存以备待用。
将0.4 mmol硒粉（Selenium powder），4 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在4mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体1。
将6 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在3 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硫化三辛基膦前驱体。
将0.6 mmol氧化镉（CdO），0.6mL油酸（Oleic acid）和5.4 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，在氮气氛围下250℃加热回流120 min，得到透明的油酸镉前驱体。
在氮气氛围下，将油酸镉和油酸锌前驱体升温至310℃，将硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体快速注入到反应体系中，先生成CdxZn1-xSeyS1-y，反应10 min后，将3 mL硫化三辛基膦前驱体以3 mL/h的速率连续注入1h到反应体系中，在硫化三辛基膦前驱体注入20min时，将2 mL油酸镉前驱体以6 mL/h注入到反应体系中，在硫化三辛基膦前驱体注入40min时，将4 mL油酸镉前驱体以12 mL/h注入到反应体系中。反应结束后，待反应液冷却至室温后，用甲苯和无水甲醇将产物反复溶解、沉淀，离心提纯，得到具有量子阱能级结构（具体结构5）的绿色量子点（CdZnSeS/ZnS/CdZnS）。
实施例26：具有具体结构5的红色量子点的制备
油酸镉和油酸锌前驱体制备：将0.8 mmol氧化镉（CdO），12 mmol乙酸锌[Zn(acet)2]，14 mL油酸（Oleic acid）和20 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，于80℃下进行真空脱气60 min。然后将其切换成氮气气氛下，并于该温度下保存以备待用。
将2 mmol硒粉（Selenium powder）在4mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦前驱体。
将6 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在3 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硫化三辛基膦前驱体。
将0.6 mmol氧化镉（CdO），0.6mL油酸（Oleic acid）和5.4 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，在氮气氛围下250℃加热回流120 min，得到透明的油酸镉前驱体。
在氮气氛围下，将油酸镉和油酸锌前驱体升温至310℃，将硒化三辛基膦前驱体快速注入到反应体系中，先生成CdxZn1-xSe，反应10 min后，将硫化三辛基膦前驱体以6 mmol/h的速率连续注入1h到反应体系中，在S-TOP注入20 min时，将0.2 mmol油酸镉前驱体以0.6mmol/h注入到反应体系中，在S-TOP注入40 min时，将0.4 mmol油酸镉前驱体以1.2 mmol/h注入到反应体系中。反应结束后，待反应液冷却至室温后，用甲苯和无水甲醇将产物反复溶解、沉淀，离心提纯，得到具有量子阱能级结构（具体结构5）的红色量子点（CdZnSe/ZnS/CdZnS）。
实施例27：具有具体结构6的蓝色量子点的制备
油酸镉和油酸锌前驱体制备：将1 mmol氧化镉（CdO），9 mmol乙酸锌[Zn(acet)2]，8 mL油酸（Oleic acid），和15 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，于80℃下进行真空脱气60 min。然后将其切换成氮气气氛下，并于该温度下保存以备待用。
将2 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在3 mL的十八烯（1-Octadecene）中，得到硫十八烯前驱体。
将6 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在3 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硫化三辛基膦前驱体。
将0.6 mmol氧化镉（CdO），0.6 mL油酸（Oleic acid）和5.4 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，在氮气氛围下250℃加热回流120 min，得到透明的油酸镉前驱体。
在氮气氛围下，将油酸镉和油酸锌前驱体升温至310℃，将硫十八烯前驱体快速注入到反应体系中，先生成CdxZn1-xS，反应10 min后，将硫化三辛基膦前驱体和油酸镉前驱体分别以6mmol/h和0.6 mmol/h的速率逐滴加入到反应体系中。30 min后，将反应体系温度降至280℃，将剩余的硫化三辛基膦前驱体和油酸镉前驱体分别以6mmol/h和0.6 mmol/h的速率逐滴加入到反应体系中。反应结束后，待反应液冷却至室温后，用甲苯和无水甲醇将产物反复溶解、沉淀，离心提纯，得到具有具体结构6的蓝色量子点（CdxZn1-xS）。
实施例28：具有具体结构6的绿色量子点的制备
油酸镉和油酸锌前驱体制备：将0.4 mmol氧化镉（CdO），8 mmol乙酸锌[Zn(acet)2]，10mL油酸（Oleic acid）置于100 mL三口烧瓶中，于80℃下进行真空脱气60 min。然后将其切换成氮气气氛下，并于该温度下保存以备待用。
将2 mmol硒粉（Selenium powder），4 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在4mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体。
将2mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在2mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硫化三辛基膦前驱体。
在氮气氛围下，将油酸镉和油酸锌前驱体升温至310℃，将硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体快速注入到反应体系中，先生成CdxZn1-xSeyS1-y，反应10 min后，将反应体系温度降至280℃，将硫化三辛基膦前驱体以4 mL/h的速率逐滴加入到反应体系中。反应结束后，待反应液冷却至室温后，用甲苯和无水甲醇将产物反复溶解、沉淀，离心提纯，得到具有具体结构6的绿色量子点（CdxZn1-xSeyS1-y/ZnS）。
实施例29：具有具体结构6的红色量子点的制备
油酸镉和油酸锌前驱体制备：将0.8 mmol氧化镉（CdO），12 mmol乙酸锌[Zn(acet)2]，14 mL油酸（Oleic acid）置于100 mL三口烧瓶中，于80℃下进行真空脱气60 min。然后将其切换成氮气气氛下，并于该温度下保存以备待用。
将2 mmol硒粉（Selenium powder）在4mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦前驱体。
将0.2 mmol硒粉（Selenium powder），0.6 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在2mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体。
在氮气氛围下，将油酸镉和油酸锌前驱体升温至310℃，将硒化三辛基膦前驱体快速注入到反应体系中，先生成CdxZn1-xSe，反应10 min后，将反应体系温度降至280℃，将硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体以4 mL/h的速率逐滴加入到反应体系中。反应结束后，待反应液冷却至室温后，用甲苯和无水甲醇将产物反复溶解、沉淀，离心提纯，得到具有具体结构6的红色量子点（CdxZn1-xSe/ZnSeS）。
实施例30：具有具体结构7的绿色量子点的制备
油酸镉第一前驱体制备：将1 mmol氧化镉（CdO），1 mL油酸（Oleic acid）和5 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，于80 ℃下进行真空脱气60 mins。然后将其切换成氮气气氛下，并于该温度下保存以备待用。
油酸镉第二前驱体制备：将0.6 mmol氧化镉（CdO），0.6 mL油酸（Oleic acid）和5.4 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，在氮气氛围下250 ℃加热回流120mins，得到透明的油酸镉第二前驱体。
油酸锌前驱体制备：将9 mmol乙酸锌[Zn(acet)2]，7 mL油酸（Oleic acid），和10mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，于80 ℃下进行真空脱气60 mins。然后将其切换成氮气气氛下，并于氮气氛围下250 ℃加热回流保存以备待用。
将2 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在3 mL的十八烯（1-Octadecene）中，得到硫十八烯前驱体。
将6 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在3 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硫化三辛基膦前驱体。
在氮气氛围下，将油酸镉第一前驱体升温至310 ℃，将硫十八烯前驱体快速注入到反应体系中，迅速生成CdS，反应10 mins后，将油酸锌前驱体全部注入反应体系，随后将3mL的硫化三辛基膦前驱体和6 mL油酸镉第二前驱体分别以3 mL/h和10 mL/h的速率同时注入到反应体系中。
反应结束后，待反应液冷却至室温后，用甲苯和无水甲醇将产物反复溶解、沉淀，离心提纯，得到具有量子阱能级结构的蓝色量子点。
实施例31：具有具体结构7的绿色量子点的制备
油酸镉前驱体制备：将0.4 mmol氧化镉（CdO）， 1 mL油酸（Oleic acid）和5 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，于80 ℃下进行真空脱气60 mins。然后将其在氮气氛围下250 ℃加热回流，并于该温度下保存以备待用。
将0.4 mmol硒粉（Selenium powder），溶解在4 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦。
油酸锌前驱体制备：将8 mmol乙酸锌[Zn(acet)2]，9 mL油酸（Oleic acid）和15mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，于80 ℃下进行真空脱气60 mins。在氮气氛围下250 ℃加热回流120 mins，得到透明的油酸锌前驱体。
将2 mmol硫粉（Sulfur powder）和1.6 mmol硒粉（Selenium powder）溶解在2 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体。
在氮气氛围下，将油酸镉前驱体升温至310 ℃，将硒化三辛基膦前驱体快速注入到反应体系中，迅速生成CdSe，反应5 mins后，将油酸锌前驱体全部注入到反应体系中，将2mL的硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体以2 mL/h的速率逐滴加入到反应体系中，直至前驱体注入完。反应结束后，待反应液冷却至室温后，用甲苯和无水甲醇将产物反复溶解、沉淀，离心提纯，得到具有量子阱能级结构的绿色荧光量子点。
实施例32：具有具体结构7的红色量子点的制备
油酸镉前驱体制备：将0.8 mmol氧化镉（CdO），4 mL油酸（Oleic acid）和10 mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，于80 ℃下进行真空脱气60 mins。然后将其在氮气氛围下250 ℃加热回流，并于该温度下保存以备待用。
油酸锌前驱体制备：12 mmol乙酸锌[Zn(acet)2]，10 mL油酸（Oleic acid）和10mL十八烯（1-Octadecene）置于100 mL三口烧瓶中，于80 ℃下进行真空脱气60 mins。
将0.8 mmol硒粉（Selenium powder）在4 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦前驱体。
将1 mmol硒粉（Selenium powder），0.6 mmol硫粉（Sulfur powder）溶解在2 mL的三辛基膦（Trioctylphosphine）中，得到硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体。
在氮气氛围下，将油酸镉前驱体升温至310 ℃，将硒化三辛基膦前驱体快速注入到反应体系中，迅速生成CdSe，反应10 mins后，将油酸锌前驱体全部注入到反应体系中，将2 mL的硒化三辛基膦-硫化三辛基膦前驱体以4 mL/h的速率逐滴加入到反应体系中。反应结束后，待反应液冷却至室温后，用甲苯和无水甲醇将产物反复溶解、沉淀，离心提纯，得到具有量子阱能级结构的红色荧光量子点。
实施例33 生物探针在检测物质含量中的应用
生物探针的合成步骤如下：
(1)合成CdSe/ZnS量子点
(2)合成SiO2包覆的CdSe/ZnS量子点
首先将10 mg CdSe/ZnS量子点置于25 mL单口烧瓶中，加入6 mL非极性溶剂环己烷。待CdSe/ZnS量子点完全溶解形成澄清透明溶液后，分别加入1 mL TritonX-100作为表面活性剂和1 mL正己醇作为助表面活性剂，然后加入0.16 mL极性溶剂去离子水，剧烈搅拌30 min使形成稳定的反相微乳液。再加入20mL SiO2的前驱体TEOS，搅拌30 min后加入20 mL氨水(28%)。以促进TEOS在CdSe/ZnS量子点表面发生水解和浓缩，室温密闭搅拌24 h。反应完成后，将反应液以10000 rpm的转速离心10 min，并用乙醇洗涤沉淀，重复三次。最终将所获得的水溶性SiO2-CdSe/ZnS量子点（SiO2包覆的CdSe/ZnS量子点，生物探针）分散于乙醇中待用。
(3)合成SiO2包覆的CdSe/ZnS量子点在检测猪尿中盐酸克伦特罗含量中的应用
利用水溶性SiO2-CdSe/ZnS量子点检测盐酸克伦特罗含量时，将盐酸克伦特罗的浓度设置为0.1 ng/mL时，可以看出质控线在紫外灯下出现荧光信号，而检测线在盐酸克伦特罗浓度较小时出现了较亮的荧光信号，而随着盐酸克伦特罗浓度的增加，荧光信号逐渐减弱或消失。检测猪尿中盐酸克伦特罗的灵敏度可以达到0.1 ng/mL，其检测灵敏度是传统胶体金作标记材料灵敏度的30倍左右。
实施例34 在细胞成像中的应用
(1)合成CdSe/ZnS量子点
(2)合成SiO2包覆的CdSe/ZnS量子点
首先将10 mg CdSe/ZnS量子点置于25 mL单口烧瓶中，加入6 mL非极性溶剂环己烷。待CdSe/ZnS量子点完全溶解形成澄清透明溶液后，分别加入1 mL TritonX-100作为表面活性剂和1 mL正己醇作为助表面活性剂，然后加入0.16 mL极性溶剂去离子水，剧烈搅拌30 min使形成稳定的反相微乳液。再加入20mL SiO2的前驱体TEOS，搅拌30 min后加入20 mL氨水(28%)。以促进TEOS在CdSe/ZnS量子点表面发生水解和浓缩，室温密闭搅拌24 h。反应完成后，将反应液以10000 rpm的转速离心10 min，并用乙醇洗涤沉淀，重复三次。最终将所获得的水溶性SiO2-CdSe/ZnS量子点（SiO2包覆的CdSe/ZnS量子点，生物探针）分散于乙醇中待用。
(3)由于SiO2包覆的CdSe/ZnS量子点具有良好的水溶性，可以利用静电吸附作用直接将量子点与抗人表皮生长因子多克隆抗体进行连接后得到CdSe/ZnS-anti-EGFR的标记物。将CdSe/ZnS-anti-EGFR加入培养皿中与HeLa癌细胞温育一段时间，用PBS缓冲溶液冲洗后，在荧光显微镜下进行观察。可以发现使用CdSe/ZnS-anti-EGFR作为探针时可以拍摄到HeLa癌细胞的荧光图像。由于HeLa细胞来自于人的上皮癌，已经报道它们过表达EGFR，因此，通过量子点-anti-EGFR抗体与细胞膜上过表达EGFR之间的特异性免疫反应。这些结果表明水相合成CdSe/ZnS量子点-抗体连接物可以作为很好的荧光靶向探针用于癌细胞特异性识别。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (16)

1.一种基于量子点材料的生物探针，其特征在于，包括量子点材料和包覆于量子点材料外的修饰材料；所述量子点材料包括至少一个在径向方向上依次排布的量子点结构单元，所述量子点结构单元为径向方向上能级宽度变化的渐变合金组分结构或径向方向上能级宽度一致的均一组分结构。
2.根据权利要求1所述的基于量子点材料的生物探针，其特征在于，所述修饰材料为SiO2。
3.根据权利要求1或2所述的基于量子点材料的生物探针，其特征在于，所述量子点结构单元均为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，且在径向方向上相邻的量子点结构单元的能级是连续的。
4.根据权利要求1或2所述的基于量子点材料的生物探针，其特征在于，所述量子点材料包括至少三个在径向方向上依次排布的量子点结构单元，其中，所述至少三个量子点结构单元中，位于中心和表面的量子点结构单元均为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，且在径向方向上相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元的能级是连续的；位于中心和表面的量子点结构单元之间的一个量子点结构单元为均一组分结构。
5.根据权利要求1或2所述的基于量子点材料的生物探针，其特征在于，所述量子点材料包括两种类型的量子点结构单元，其中一种类型的量子点结构单元为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，另一种类型的量子点结构单元为径向方向上越向外能级宽度越窄的渐变合金组分结构，所述两种类型的量子点结构单元沿径向方向依次交替分布，且在径向方向上相邻的量子点结构单元的能级是连续的。
6.根据权利要求1或2所述的基于量子点材料的生物探针，其特征在于，所述量子点结构单元均为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，且相邻的量子点结构单元的能级是不连续的。
7.根据权利要求1或2所述的基于量子点材料的生物探针，其特征在于，所述量子点结构单元均为径向方向上越向外能级宽度越窄的渐变合金组分结构，且相邻的量子点结构单元的能级是不连续的。
8.根据权利要求1或2所述的基于量子点材料的生物探针，其特征在于，所述量子点材料包括两种量子点结构单元，其中一种量子点结构单元为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，另一种量子点结构单元为均一组分结构，所述量子点材料的内部包括一个或一个以上的渐变合金组分结构的量子点结构单元，且在径向方向上相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元的能级是连续的；所述量子点材料的外部包括一个或一个以上的均一组分结构的量子点结构单元。
9.根据权利要求1或2所述的基于量子点材料的生物探针，其特征在于，所述量子点材料包括两种量子点结构单元，其中一种量子点结构单元为均一组分结构，另一种量子点结构单元为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构，所述量子点材料的内部包括一个或一个以上的均一组分结构的量子点结构单元，所述量子点材料的外部包括一个或一个以上的渐变合金组分结构的量子点结构单元，且在径向方向上相邻的渐变合金组分结构的量子点结构单元的能级是连续的。
10.根据权利要求1或2所述的基于量子点材料的生物探针，其特征在于，所述量子点结构单元为包含II族和VI族元素的渐变合金组分结构或均一合金组分结构。
11.根据权利要求1或2所述的基于量子点材料的生物探针，其特征在于，所述量子点结构单元包括2-20层单原子层，或者所述量子点发光单元包括1-10层晶胞层。
12.根据权利要求1或2所述的基于量子点材料的生物探针，其特征在于，所述量子点材料的发光峰波长范围为400纳米至700纳米。
13.根据权利要求1或2所述的基于量子点材料的生物探针，其特征在于，所述量子点材料的发光峰的半高峰宽为12纳米至80纳米。
14.一种如权利要求1所述的基于量子点材料的生物探针的制备方法，其特征在于，包括步骤：
合成量子点材料；所述量子点材料包括至少一个在径向方向上依次排布的量子点结构单元，所述量子点结构单元为径向方向上能级宽度变化的渐变合金组分结构或径向方向上能级宽度一致的均一组分结构；
使用修饰材料对量子点材料进行包覆得到生物探针。
15.一种如权利要求1所述的基于量子点材料的生物探针的应用，其特征在于，利用所述荧光量子点检测待测物含量。
16.一种如权利要求1所述的基于量子点材料的生物探针的应用，其特征在于，将所述荧光量子点与待测细胞进行吸附，然后培育一段时间，并进行细胞成像。
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