Квантовые точки на основе селенида кадмия: получение, модификация и применение в иммунохимическом анализе

• Автор: Сперанская, Елена Сергеевна
• Шифр специальности: 02.00.04, 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 118 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Квантовые точки в зонной теории. Уравнение Брюса
1.2. Особенности оптических свойств квантовых точек
1.3. Применение квантовых точек в качестве флуоресцентных биометок
1.4. Синтез квантовых точек селеннда кадмия и квантовых точек структуры ядр о -о б олочка
1.5. Перевод квантовых точек из органических растворителей в водные растворы
1.6. Применение квантовых точек в иммуноанализе в качестве флуоресцентных меток
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Вещества и материалы
2.2. Характеристика свойств квантовых точек
2.3. Синтез конъюгатов для проведения иммуноанализа
2.4. Подготовка носителей, методики проведения анализа и обработки результатов
ГЛАВА 3. СИНТЕЗ И ХАРАКТЕРИСТИКА НАНОКРИСТАЛЛОВ СЕЛЕНИДА КАДМИЯ
3.1. Синтез квантовых точек селенида кадмия в водном растворе
3.2. Увеличение стабильности растворов гидрофильных квантовых точек
3.3. Получение квантовых; точек СбБе гексагональной и кубической структуры в органическом растворителе и характеристика их свойств
3.4. Оптимизация процесса очистки квантовых точек Сб8е
ГЛАВА 4. НАРАЩИВАНИЕ ОБОЛОЧЕК БОЛЕЕ ШИРОКОЗОННЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ НА ЯДРАХ СЕЛЕНИДА КАДМИЯ
4.1. Получение квантовых точек состава СбБе/ХпБ
4.2. Исследование влияния параметров синтеза на квантовый выход флуоресценции, морфологию и кристаллическую
структуру квантовых точек СбБе/ХпБ
4.3. Улучшение воспроизводимости наращивания оболочек 2пБ
на ядрах СбБе
4.4. Получение квантовых точек состава СбБе/СбБ/ХпБ
4.5. Влияние послойного наращивания оболочки на оптические свойства полученных квантовых точек
4.6. Влияние размера ядер селенида кадмия на положение максимума флуоресценции КТ состава СбБе/СбБ/ЯпБ
4.7. Изменение яркости флуоресценции квантовых точек в процессе послойного нанесения оболочек

ГЛАВА 5. ПЕРЕВОД КВАНТОВЫХ ТОЧЕК ИЗ ОРГАНИЧЕСКИХ
РАСТВОРИТЕЛЕЙ В ВОДНЫЕ РАСТВОРЫ
5.!. Метод перевода квантовых точек в водные растворы путём замены исходных лигандов на меркаптопропионовую кислоту
5.1.1. Отработка воспроизводимой методики
5.1.2. Увеличение стабильности водных растворов квантовых
точек
5.1.3. Изменение в спектрах флуоресценции квантовых точек
после перевода в водные растворы
5.2. Метод перевода квантовых точек в водные растворы путём покрытия амфифильными полимерами
5.2.1. Получение амфифильных полимеров
5.2.2. Получение гидрофильных квантовых точек и изучение их свойств
5.2.3. Очистка водных коллоидных растворов квантовых точек от избытка полимера
ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА ТЕСТ-МЕТОДОВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗЕАРАЛЕНОНА С ПРИМЕНЕНИЕМ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК В КАЧЕСТВЕ ФЛУОРЕСЦЕНТНЫХ МЕТОК
6.1. Конъюгация квантовых точек с иммунореагентами
6.2. Сравнение твердофазного иммуноанализа с пероксидазой
хрена и квантовых точек в качестве метки
6.3. Разработка иммунофлуоресцентного колоночного тест-метода
6.4. Аналитические характеристики колоночных тест-методов
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

(Лмакс = 648 нм), которая, согласно авторам [33-35], вызвана дефектами нанокристаллов, преимущественно дефектами поверхности.
Интенсивность длинноволновой полосы во многом зависит от природы покрывающих КТ молекул и температурно-временного режима синтеза. Если молекулы стабилизатора прочно связываются с атомами на поверхности КТ и образуют плотный слой, изолирующий поверхность КТ от окружающей среды, то люминесценция, вызванная дефектами, практически не наблюдается. Кроме того, выдерживание КТ при высоких температурах также приводит к уменьшению количества дефектов в кристаллах. В данном случае интенсивность длинноволновой полосы сравнима с интенсивностью основного пика (рис. З.1.), поскольку низкомолекулярные лабильные молекулы МПК не могут эффективно пассивировать поверхность КТ, а максимальная температуре синтеза ограничена температурой кипения растворителя - 100°С.
3.2. Увеличение стабильности растворов гидрофильных КТ
Помимо интенсивной люминесценции дефектов существенным недостатком КТ, стабилизированных МПК или другими меркаптокислотами, является их нестабильность при хранении в растворах. Связано это с тем, что тиольные группы, через которые меркаптопропионовая кислота связывается с атомами кадмия, легко подвергаются окислению на свету. При этом фотокатализатором выступает селенид кадмия [78]. В результате тиольные группы окисляются до дисульфидных группировок; атомы серы в составе дисульфидных группировок не связываются с атомами кадмия. В результате окисления стабилизатора нанокристаллы СбБе коагулируют друг с другом и выпадают в осадок.
В работе [78] доказывается, что стадией, определяющей скорость происходящих в данной системе процессов окисления, является диффузия кислорода.
Нами была предпринята попытка увеличить стабильность водных растворов КТ Сй8е, стабилизированных меркаптопропионовой кислотой, за счёт химического связывания растворённого в растворе кислорода. В качестве восстановителя использовали сульфит натрия, который эффективно реагирует с кислородом в растворе [110]:
28032' + 02 - 28042"
На рис. 3.2. представлена зависимость стабильности растворов квантовых точек во времени от концентрации Ыа2803. Очевидно, что с увеличением концентрации сульфита натрия, стабильность раствора во времени увеличивается. Однако было обнаружено снижение интенсивности флуоресценции при добавлении сульфит-ионов к раствору КТ (рис. 3.2. (вкладка)) [111,112].