RU2645838C1 - Способ коллоидного синтеза фотолюминесцентных наночастиц сверхмалого размера структуры ядро/оболочка - Google Patents
Способ коллоидного синтеза фотолюминесцентных наночастиц сверхмалого размера структуры ядро/оболочка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2645838C1 RU2645838C1 RU2016151342A RU2016151342A RU2645838C1 RU 2645838 C1 RU2645838 C1 RU 2645838C1 RU 2016151342 A RU2016151342 A RU 2016151342A RU 2016151342 A RU2016151342 A RU 2016151342A RU 2645838 C1 RU2645838 C1 RU 2645838C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nanoparticles
- nuclei
- synthesis
- core
- shell
- Prior art date
Links
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 29
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 title description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000008358 core component Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000306 component Substances 0.000 claims description 14
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 10
- 238000001542 size-exclusion chromatography Methods 0.000 claims description 9
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 claims description 8
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 claims description 7
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000003973 alkyl amines Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 6
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 6
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000001345 alkine derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011133 lead Substances 0.000 claims description 2
- MPQXHAGKBWFSNV-UHFFFAOYSA-N oxidophosphanium Chemical group [PH3]=O MPQXHAGKBWFSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000003003 phosphines Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 2
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 2
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims 1
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 abstract description 11
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000002270 exclusion chromatography Methods 0.000 abstract 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 13
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical group [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- CCCMONHAUSKTEQ-UHFFFAOYSA-N octadecene Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCC=C CCCMONHAUSKTEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N (z)-octadec-9-en-1-amine Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCN QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 2
- UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N thiourea Chemical compound NC(N)=S UMGDCJDMYOKAJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Natural products NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- JDPSFRXPDJVJMV-UHFFFAOYSA-N hexadecylphosphonic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCP(O)(O)=O JDPSFRXPDJVJMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical class CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000006525 intracellular process Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000002493 microarray Methods 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- 239000012454 non-polar solvent Substances 0.000 description 1
- -1 paraffins Chemical class 0.000 description 1
- 239000003495 polar organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- YFNKIDBQEZZDLK-UHFFFAOYSA-N triglyme Chemical compound COCCOCCOCCOC YFNKIDBQEZZDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RMZAYIKUYWXQPB-UHFFFAOYSA-N trioctylphosphane Chemical compound CCCCCCCCP(CCCCCCCC)CCCCCCCC RMZAYIKUYWXQPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
Использование: для получения фотолюминесцентных наночастиц, или квантовых точек (КТ), сверхмалого размера. Сущность изобретения заключается в том, что в способе коллоидного синтеза фотолюминесцентных наночастиц сверхмалого размера структуры ядро/оболочка, включающем синтез ядер фотолюминесцентных наночастиц путем инжекции компонентов ядра в среду органических растворителей, очистку ядер из реакционной смеси и последующее наращивание эпитаксиальной оболочки фотолюминесцентных наночастиц в среде органических растворителей, проводят сверхбыструю, не более чем за 5 секунд, остановку реакции синтеза ядер наночастиц на ранних стадиях роста, а перед наращиванием эпитаксиальной оболочки наночастиц проводят очистку ядер наночастиц эксклюзионной хроматографией. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в получении квантовых точек сверхмалого размера, диаметром до 2 нм, с воспроизводимыми высокогомогенными оптическими свойствами и физическими размерами. 10 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к области коллоидной химии и нанотехнологии, в частности к способу коллоидного синтеза фотолюминесцентных полупроводниковых наночастиц структуры ядро/оболочка. Предлагаемый способ направлен на получение фотолюминесцентных наночастиц, или как их еще называют - квантовых точек (КТ), сверхмалого размера, применимых в создании современных биомедицинских изделий диагностического, профилактического или лечебного характера.
Известен способ коллоидного синтеза наночастиц структуры ядро/оболочка на основе методики инжекционного синтеза [1], когда для синтеза ядер в горячий раствор предшественника первого компонента ядра добавляют предшественник второго компонента для роста ядер, а затем вводят предшественники для роста оболочки. К недостаткам упомянутого выше способа стоит отнести невозможность получения квантовых точек сверхмалого размера, а также низкую воспроизводимость и гомогенность свойств, получаемых КТ, из-за отсутствия стадии промежуточной очистки ядер от избыточного количества непрореагировавших предшественников и образовавшихся побочных продуктов реакции.
В качестве прототипа выбран способ создания монодисперсных наночастиц структуры ядро/оболочка [2]. В описанном способе ядра квантовых точек получают методом инжекционного синтеза, т.е. инжекцией компонентов, необходимых для роста ядер наночастиц, в реакционную смесь, в среде неполярного органического растворителя - 1-октадецене. При этом перед наращиванием эпитаксиальной оболочки проводят очистку ядер наночастиц методом диспергирования-коагуляции или экстракции. Данный способ позволяет получать наночастицы с диаметром ядра 3,2-3,8 нм. Недостатками данного способа являются невозможность получения наночастиц сверхмалого размера в силу быстрого перехода ядер на поздние стадии роста, соответствующие большим физическим размерам, вследствие выбранного температурного режима, а также невозможность получения высокогомогенных по размеру и оптическим свойствам наночастиц в силу используемой технологии очистки ядер, не позволяющей эффективно разделять наночастицы малого размера.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в получении квантовых точек сверхмалого размера, диаметром до 2 нм, с воспроизводимыми высокогомогенными оптическими свойствами и физическими размерами для целей их последующего применения в современных прецизионных биомедицинских диагностических, профилактических и лечебных систем на основе фотолюминесцентных наночастиц.
Технический результат достигается тем, что в способе коллоидного синтеза фотолюминесцентных наночастиц сверхмалого размера структуры ядро/оболочка, включающем синтез ядер фотолюминесцентных наночастиц путем инжекции компонент ядра в среду органических растворителей, очистку ядер из реакционной смеси и последующее наращивание эпитаксиальной оболочки фотолюминесцентных наночастиц в среде органических растворителей, проводят сверхбыструю, не более чем за 5 секунд, остановку реакции синтеза ядер наночастиц на ранних стадиях роста, а перед наращиванием эпитаксиальной оболочки наночастиц проводят очистку ядер наночастиц эксклюзионной хроматографией.
Разделение стадий синтеза ядер наночастиц и наращивания эпитаксиальной оболочки наночастиц путем очистки ядер эксклюзионной хроматографией обеспечивает протекание контролируемой реакции роста наночастиц структуры ядро/оболочка. Именно применение эксклюзионной хроматографии позволяет максимально эффективно разделять наночастицы сверхмалого размера от других компонентов реакции, что позволяет на стадии наращивания эпитаксиальной оболочки наночастиц свести к минимуму образование случайных комплексов из непрореагировавших предшественников и побочных продуктов реакции синтеза ядер наночастиц, нарушающих воспроизводимость и гомогенность параметров синтезируемых наночастиц. Сверхмалый размер наночастиц достигается благодаря практически моментальной, не более чем за 5 секунд, остановке реакции синтеза ядер наночастиц на ранних стадиях роста за счет сверхбыстрого охлаждения реакционной смеси.
Возможен частный случай, в котором в качестве растворителя для синтеза ядер наночастиц и наращивания оболочки используют неполярные углеводороды с высокой температурой кипения, такие как парафины, алкены, алкины, первичные алкиламины, вторичные алкиламины, третичные алкиламины, фосфины, фосфиноксиды или их смеси.
Во втором частном случае в состав ядра наночастиц включают два или более компонента.
В другом частном случае в качестве первого компонента ядра наночастиц используют соединения на основе металлов, например кадмия, цинка, свинца, олова, меди, серебра, индия, сурьмы, галлия.
Возможен частный случай, в котором в качестве второго компонента ядра наночастиц используют соединения на основе неметаллов, например селена, серы, теллура, фосфора, мышьяка.
Существует частный случай, при котором сверхбыструю остановку реакции синтеза ядер наночастиц производят путем инжектирования холодного неполярного или малополярного растворителя в реакционную смесь.
В другом частном случае сверхбыструю остановку реакции синтеза ядер наночастиц производят путем переноса горячего раствора реакционной смеси в жидкий азот.
Возможен частный случай, когда очистку ядер наночастиц проводят путем эксклюзионной хроматографии в комбинации с методами диспергирования-коагуляции.
Также существует частный случай, когда при наращивания эпитаксиальной оболочки наночастиц используют соединения класса металлов, соединения класса неметаллов и их комбинации.
Возможен частный случай, в котором при наращивании эпитаксиальной оболочки наночастиц соединения класса металлов и неметаллов вводят одновременно.
Возможен другой частный случай, в котором при наращивании эпитаксиальной оболочки наночастиц соединения класса металлов и неметаллов вводят поочередно в любой последовательности.
Пример конкретной реализации предлагаемого способа раскрывается на синтезе фотолюминесцентных наночастиц сверхмалого размера с составом ядра - CdSe и оболочки - ZnS. Синтез КТ состоит из последовательного выполнения следующих процедур: подготовка предшественников кадмия и селена; синтез ядер квантовых точек состава CdSe; выделение и очистка ядер квантовых точек состава CdSe методами диспергирования-коагуляции и эксклюзионной хроматографии; наращивание эпитаксиальной оболочки наночастиц; выделение наночастиц структуры ядро/оболочка.
Предшественник селена готовят в форме триоктилфосфин-селена путем растворения порошка селена в избытке триоктилфосфина в инертной атмосфере. Для обеспечения минимальной дисперсии диаметра ядер CdSe необходимо использовать раствор селена, охлажденный до комнатной температуры. Предшественник кадмия готовят в форме соли н-гексадецилфосфоновой кислоты в присутствии третичного амина и 1-октадецена в качестве растворителя.
После дегазации реакционную колбу, содержащую предшественник кадмия, заполняют инертным газом, а затем производят разогрев до 240°С и выдерживают 60 минут для достижения равновесия реакционной смеси. Синтез ядер CdSe квантовых точек проводят в высококипящем неполярном растворителе 1-октадецен. Производят инжектирование предшественника селена в реакционную смесь и по истечении 30 секунд убирают нагрев и производят сверхбыстрое охлаждение реакционно смеси путем переноса содержимого реакционной колбы в раствор жидкого азота. Это приводит к практически моментальной остановке реакции и замерзанию всех компонентов реакционной смеси.
После разморозки осадка в реакционную смесь добавляют двукратный объем растворителя, вызывающего коагуляцию ядер КТ. В качестве коагулянта используется изопропиловый спирт.Образование крупных хлопьев свидетельствует о полной агрегации квантовых точек. После этого раствор центрифугируют. Для полного удаления непрореагировавших предшественников применяют двухстадийную процедуру очистки. На первом этапе производят двукратную очистку раствора ядер в толуоле в присутствии олеиламина и боргидрида натрия, при интенсивном механическом перемешивании, с последующей коагуляцией ядер CdSe метанолом и центрифугированием. На втором этапе очистки производят удаление оставшихся адсорбированных на поверхности примесей методом эксклюзионной хроматографии с использованием неподвижного носителя - гранул из неполярного пористого полистирола.
На очищенные ядра CdSe, растворенные в смеси 1-октодецена и олеиламина в соотношении 1:1, наращивают эпитаксиальную оболочку из ZnS толщиной в три монослоя. Исходя из данных о количестве ядер, их точном размере, полученных на основе положения максимума первого экситона спектра поглощения, при проведении эксклюзионной хроматографии производят расчет необходимых количеств цинка и серы для нанесения оболочки [3] методом последовательной ионной адсорбции и реакции [4], позволяющим получать многослойные оболочки, в том числе из различных комбинаций материалов. Предшественник цинка получают в форме соли капроновой кислоты в растворе 1-октадецена при растворении оксида цинка в кислоте при температуре 200°С. Серу получают в форме раствора тиомочевины в диметиловом эфире триэтиленгликоля при ультразвуковом облучении раствора при комнатной температуре. Затем проводят введение компонент с цинком и серой из расчета на 1 мкмоль ядер CdSe диаметром 1,5 нм необходимо ввести 96 мкмоль каждого предшественника для первого монослоя оболочки, 170 мкмоль - для второго монослоя оболочки и 264 мкмоль - для третьего монослоя оболочки, в последовательности металл (реакционный компонент с цинком) → неметалл (реакционный компонент с серой) → металл → неметалл → металл → неметалл, при температуре 190°С и выдерживают 5 минут.
По завершении последней стадии наращивания оболочки смесь дополнительно выдерживают при температуре 190°С в течение 20 минут, затем медленно охлаждают и производят выделение КТ типа ядро/оболочка состава CdSe/ZnS методом диспергирования-коагуляции.
Предложенный способ позволяет получать наночастицы состава ядро/оболочка сверхмалого размера, обладающие высокой гомогенностью оптических свойств и физических размеров, причем применение описанных процедур синтеза и стадий очистки позволяет получать воспроизводимые по своим параметрам наночастицы, что необходимо для промышленного серийного выпуска биомедицинских продуктов, например детекторных систем на основе суспензионных микрочипов или нанозондов для трекинга внутриклеточных процессов, в которых наночастицы выступают в качестве флуоресцентных меток.
Источники информации
1. Kookheon Char, Seong Hoon Lee, Wan Ki BAE, Hyuck Hur. Quantum dots having composition gradient shell structure and manufacturing method thereof. Патент США US 8847201 B2.
2. Xiaogang Peng, Jianqing Li, David Battaglia, Y. Andrew Wang, Yunjun Wang. Monodisperse core/shell and other complex structured nanocrystals and methods of preparing the same. Патент США US 8900481 B2.
3. Jasieniak J. et al. Re-examination of the Size-Dependent Absorption Properties of CdSe Quantum Dots // The Journal of Physical Chemistry C. American Chemical Society, 2009. Vol. 113, №45. P. 19468-19474.
4. Li J.J. et al. Large-scale synthesis of nearly monodisperse CdSe/CdS core/shell nanocrystals using air-stable reagents via successive ion layer adsorption and reaction. // Journal of the American Chemical Society. American Chemical Society, 2003. Vol. 125, №41. P. 12567-12575.
Claims (11)
1. Способ коллоидного синтеза фотолюминесцентных наночастиц сверхмалого размера структуры ядро/оболочка, включающий синтез ядер фотолюминесцентных наночастиц путем инжекции компонентов ядра в среду органических растворителей, очистку ядер из реакционной смеси и последующее наращивание эпитаксиальной оболочки фотолюминесцентных наночастиц в среде органических растворителей, отличающийся тем, что проводят сверхбыструю, не более чем за 5 секунд, остановку реакции синтеза ядер наночастиц на ранних стадиях роста, а перед наращиванием эпитаксиальной оболочки наночастиц проводят очистку ядер наночастиц эксклюзионной хроматографией.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве растворителя для синтеза ядер наночастиц и наращивания оболочки используют неполярные углеводороды с высокой температурой кипения, такие как парафины, алкены, алкины, первичные алкиламины, вторичные алкиламины, третичные алкиламины, фосфины, фосфиноксиды или их смеси.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в состав ядра наночастиц включают два или более компонента.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве первого компонента ядра наночастиц используют соединения на основе металлов, например кадмия, цинка, свинца, олова, меди, серебра, индия, сурьмы, галлия.
5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве второго компонента ядра наночастиц используют соединения на основе неметаллов, например селена, серы, теллура, фосфора, мышьяка.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сверхбыструю остановку реакции синтеза ядер наночастиц производят путем инжектирования холодного неполярного или малополярного растворителя в реакционную смесь.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сверхбыструю остановку реакции синтеза ядер наночастиц производят путем переноса горячего раствора реакционной смеси в жидкий азот.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что очистку ядер наночастиц проводят путем эксклюзионной хроматографии в комбинации с методами диспергирования-коагуляции.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при наращивании эпитаксиальной оболочки наночастиц используют соединения класса металлов, соединения класса неметаллов и их комбинации.
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что при наращивании эпитаксиальной оболочки наночастиц соединения класса металлов и неметаллов вводят одновременно.
11. Способ по п. 9, отличающийся тем, что при наращивании эпитаксиальной оболочки наночастиц соединения класса металлов и неметаллов вводят поочередно в любой последовательности.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016151342A RU2645838C1 (ru) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Способ коллоидного синтеза фотолюминесцентных наночастиц сверхмалого размера структуры ядро/оболочка |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016151342A RU2645838C1 (ru) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Способ коллоидного синтеза фотолюминесцентных наночастиц сверхмалого размера структуры ядро/оболочка |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2645838C1 true RU2645838C1 (ru) | 2018-02-28 |
Family
ID=61568392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016151342A RU2645838C1 (ru) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Способ коллоидного синтеза фотолюминесцентных наночастиц сверхмалого размера структуры ядро/оболочка |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2645838C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2692929C1 (ru) * | 2018-10-10 | 2019-06-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Способ коллоидного синтеза квантовых точек структуры ядро/многослойная оболочка |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2346022C2 (ru) * | 2003-04-30 | 2009-02-10 | Центрум Фюр Ангевандте Нанотехнологи (Цан) Гмбх | Люминесцентные наночастицы с ядром и оболочкой |
| US7713624B2 (en) * | 2003-04-30 | 2010-05-11 | Bayer Technology Services Gmbh | Luminescent core/shell nanoparticles suitable for (F)RET-assays |
| US20120205598A1 (en) * | 2011-02-16 | 2012-08-16 | Shenzhen Thales Science & Technology Co., LTD. | "Green" synthesis of colloidal nanocrystals and their water-soluble preparation |
| US8900481B2 (en) * | 2003-01-22 | 2014-12-02 | Board Of Trustees Of The University Of Arkansas | Monodisperse core/shell and other complex structured nanocrystals and methods of preparing the same |
-
2016
- 2016-12-27 RU RU2016151342A patent/RU2645838C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8900481B2 (en) * | 2003-01-22 | 2014-12-02 | Board Of Trustees Of The University Of Arkansas | Monodisperse core/shell and other complex structured nanocrystals and methods of preparing the same |
| RU2346022C2 (ru) * | 2003-04-30 | 2009-02-10 | Центрум Фюр Ангевандте Нанотехнологи (Цан) Гмбх | Люминесцентные наночастицы с ядром и оболочкой |
| US7713624B2 (en) * | 2003-04-30 | 2010-05-11 | Bayer Technology Services Gmbh | Luminescent core/shell nanoparticles suitable for (F)RET-assays |
| US20120205598A1 (en) * | 2011-02-16 | 2012-08-16 | Shenzhen Thales Science & Technology Co., LTD. | "Green" synthesis of colloidal nanocrystals and their water-soluble preparation |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Jessica Annette Sammons, SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF CdSxSe1-x/ZnS ALLOY CORE/SHELL NANOCRYSTALS: PHOTOLUMINESCENCE QUANTUM YIELD IMPROVEMENT WITH INFLUENCE OF COMPOSITION, MASTER OF SCIENCE in Chemistry, Nashville, Tennessee, August, 2009. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2692929C1 (ru) * | 2018-10-10 | 2019-06-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Способ коллоидного синтеза квантовых точек структуры ядро/многослойная оболочка |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6929675B1 (en) | Synthesis metal nanoparticle | |
| Bhattarai et al. | Chemistry and structure of silver molecular nanoparticles | |
| CN107338048B (zh) | InP/GaP/ZnS核壳量子点及其制备方法 | |
| Zhu et al. | Microwave-assisted preparation of inorganic nanostructures in liquid phase | |
| CN105899640B (zh) | 无镉量子点纳米粒子 | |
| TWI596188B (zh) | 高度發光奈米結構及其製造方法 | |
| TWI621692B (zh) | 具有增進的穩定性及發光效率之量子點奈米粒子 | |
| JP6006319B2 (ja) | 分子拘束下で金属量子クラスターを調製する方法 | |
| CN103998656B (zh) | 硒化镉多足纳米晶体的制备方法 | |
| EP3399003A1 (en) | Articles containing copper nanoparticles and methods for production and use thereof | |
| CA2662006A1 (en) | Methods of forming nanoparticles | |
| Cademartiri et al. | On the nature and importance of the transition between molecules and nanocrystals: towards a chemistry of “nanoscale perfection” | |
| TW201442942A (zh) | 核心／殼奈米晶體量子點之一步合成 | |
| RU2645838C1 (ru) | Способ коллоидного синтеза фотолюминесцентных наночастиц сверхмалого размера структуры ядро/оболочка | |
| JP4248857B2 (ja) | 銀微粒子の製造方法 | |
| US8937373B2 (en) | Highly luminescent II-V semiconductor nanocrystals | |
| KR20140107118A (ko) | 금속 착물 담지 메소포러스 재료의 제조 방법 | |
| Joshi et al. | Critical island size, scaling, and ordering in colloidal nanoparticle self-assembly | |
| EP2389692B1 (en) | Post-synthesis modification of colloidal nanocrystals | |
| KR20170025452A (ko) | 필러용 구리 나노구조체의 제조 방법 | |
| Guan et al. | Destabilization of Thiolated Gold Clusters for the Growth of Single‐Crystalline Gold Nanoparticles and Their Self‐Assembly for SERS Detection | |
| CN106010499B (zh) | 核壳量子点的表面优化方法 | |
| JP2019517994A (ja) | ポリカテナールリガンド及びこれから作製されたハイブリッドナノ粒子 | |
| Wu et al. | Byproduct-induced in-situ formation of gold colloidal superparticles | |
| Yuan et al. | Novel synthetic strategies for thiolate-protected Au and Ag nanoclusters: towards atomic precision and strong luminescence |