一种圆偏振发光量子点材料及其制备方法和应用

    技术2025-12-28  12


    本发明属于有机发光材料,具体涉及一种圆偏振发光量子点材料及其制备方法和应用。


    背景技术:

    1、具有圆偏振发光(cpl)性质的手性光学材料因其在三维显示、光通信、信息加密以及生物应用等领域的独特应用价值而备受瞩目,尤其是在生物应用方面,具备cpl特性的材料因其发光特性容易区分且灵敏度高而具有独特的优势。量子点具有激发光谱宽且连续分布,而发射光谱窄而对称,颜色可调,光化学稳定性高,荧光寿命长等优越的荧光特性,是一种理想的荧光探针。到目前为止,许多具备cpl特性的量子点材料已经被研发出来,并且在生物应用场景中展现出了很大的潜力。

    2、目前已被开发出的圆偏振发光量子点材料大多是基于手性发光结构的修饰和拓展而开发的,由于可行结构较少且合成过程较为复杂,具有一定的局限性。手性组装体因其制备方法简单、cpl性能出色、普适性好等特点,受到了越来越多的关注。例如,由液晶和量子点的共组装可以实现具有高glum(发光不对称因子)值的圆偏振发光量子点。此外,各种具有cpl性质的手性组装基质不断出现,包括纤维素纳米晶体、有机凝胶等。然而,现存的手性组装体大多尺寸不当,而且许多无法在水中良好地分散,这些固有特性限制了他们的生物相容性。例如,中国发明专利cn1 16463120a公开了一种基于碳量子点-核碱基衍生物的室温圆偏振磷光材料的制备方法,通过碳量子点与核碱基衍生物的共组装,形成具有室温圆偏振磷光特性的材料,但是此材料仅限于对碳量子点的圆偏振开发,不具备普适性。中国发明专利cn1 15505149a公开了一种圆偏振发光材料及其制备方法,采用诱导环境产生介电常数各向异性的方法,使发光材料形成可调控的圆偏振发光材料,对于有机和无机发光材料具有普遍适用性,但是此材料限于薄膜态,无法实现水相中的cpl发射。

    3、因此,开发一种简单且具有普适性的方法来实现可在水相中高效发射cpl且制备具有亚微米级别尺寸的圆偏振发光量子点,对圆偏振发光量子点材料在生物医学中的应用具有重要意义。基于上述技术问题,本发明提供一种新型的圆偏振发光量子点组装体系,利用量子点和手性二维手性纳米片的组装来实现水相体系的cpl特性。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于克服现有技术存在的圆偏振发光量子点体系构建复杂,且构建圆偏振发光量子点材料手性组装由于基质尺寸不当、在水中分散性差导致应用受限的技术问题,提供一种圆偏振发光量子点材料及其制备方法和应用,解决现有技术中。

    2、为实现上述目的,本发明提供了一种圆偏振发光量子点材料,由发光主体和手性组装体组成;所述发光主体通过化学键作用吸附在所述手性组装体上。

    3、优选地,所述发光主体为量子点。

    4、优选地,所述圆偏振发光量子点材料可在水相中发射出左/右旋圆偏振光。

    5、优选地,所述手性组装体为二维手性纳米片,具有的强手性场可诱导吸附在所述手性组装体的表面的所述发光主体发射圆偏振光。

    6、优选地,所述手性组装体通过金硫醇片层(au(i)-mpa)与环己二胺经自组装得到。

    7、优选地,所述量子点通过氢键作用吸附在所述手性组装体的表面。

    8、优选地,所述量子点为碳量子点或石墨烯量子点。

    9、更优选地,石墨烯量子点为硼掺杂石墨烯量子点或氨基化石墨烯量子点。

    10、作为另一个目的,本发明还提供了上述的圆偏振发光量子点材料的制备方法,所述圆偏振发光量子点材料通过手性二维纳米组装体和量子点溶液混合后得到;所述手性组装体通过金硫醇片层(au(i)-mpa)与环己二胺的自组装得到。

    11、具体地,所述的圆偏振发光量子点材料的制备方法,包括以下步骤:

    12、s1.提供二维手性纳米组装体;

    13、将3-巯基丙酸一钠盐加入到沸腾的氯金酸和碱液的混合水溶液中,通过溶剂热合成法得到金(i)-巯基丙酸(au(i)-mpa)二维纳米组装体的胶体溶液;将所述胶体溶液经后处理后得到金硫醇二维纳米组装体溶液;

    14、s2.提供手性二维纳米组装体水溶液;

    15、将金硫醇二维纳米组装体溶液加入至环己二胺水溶液中混合,经自组装得到手性二维纳米组装体水溶液;

    16、s3.制备圆偏振发光量子点材料;

    17、将所述手性二维纳米组装体水溶液和量子点水溶液混合后即得到所述圆偏振发光量子点材料。

    18、优选地,s1中,所述溶剂热合成法的反应时间为5~20min。

    19、更优选地,所述碱液为氢氧化钠溶液;

    20、更优选地,氯金酸和3-巯基丙酸一钠盐的摩尔比在1:3~1:5范围内。

    21、更优选地,所述后处理包括进行离心、纯化处理;所述离心包括8000r/s的速度下离心10~20min;

    22、优选地,所述金硫醇二维纳米组装体溶液的浓度范围为0.8×10-3m~1.2×10-3m。

    23、优选地,s2中,手性二维纳米组装体水溶液中,环己二胺的浓度分别为4×10-4m;所述手性二维纳米组装体的浓度为3.8×10-4m。

    24、优选地,s3中,所述量子点水溶液的浓度为0.26mg/ml~1.20mg/ml。

    25、优选地,所述圆偏振发光量子点材料中,所述手性二维纳米组装体和所述量子点的添加体积比例为:1:1。

    26、本发明提供的一种新型的圆偏振发光量子点组装体系,利用量子点和手性二维手性纳米片的组装来实现水相体系的cpl特性;由于手性二维纳米组装体对左/右旋cpl的差异化吸收,通过氢键相互作用吸附在手性纳米组装体表面的量子点表现出明显的cpl特征。利用量子点为主体研究对象,探究了体系的最佳浓度配比,得到完美的镜像cpl信号,最高g值为5.07×10-3。进一步地,利用硼掺杂石墨烯、碳量子点或氨基化石墨烯量子点体系均可成功诱导出cpl信号。

    27、本发明与现有技术相比,具有以下有益效果:

    28、1.采用本发明的技术方案,通过将量子点与二维手性纳米组装体相结合,制备出圆偏振发光量子点材料,此圆偏振发光体系适用于多种发光主体量子点。该圆偏振发光量子点材料制备方法简单,能很好的分散在水相体系中,并因此其不仅具有良好的亲水性,还具有良好的生物相容性。

    29、2.采用本发明技术方案,圆偏振发光量子点体系构建的方法简单,且具有普适性的圆偏振发光量子点体系,尤其是其具有良好的生物相容性,拓展了圆偏振发光量子点材料的应用领域。

    30、3.本发明技术方案提供的具有圆偏振发光性质的量子点材料的制备方法,具有简单易操作,适用范围广,且在水中分散性好,良好的生物相容性等特点,而且,在生物成像、细胞探针、传感器及药物治疗与传递等方面均具有广泛的应用前景。

    31、4.本发明通过将量子点与二维手性纳米组装体相结合得到的圆偏振发光量子点材料适用于多种发光主体量子点,实现水相中发射出左/右旋圆偏振光。



    技术特征:

    1.一种圆偏振发光量子点材料,由发光主体和手性组装体组成;所述发光主体通过化学键作用吸附在所述手性组装体上;

    2.根据权利要求1所述的圆偏振发光量子点材料,其特征在于,所述手性组装体为二维手性纳米片,具有的强手性场可诱导吸附在所述手性组装体的表面的所述发光主体发射圆偏振光。

    3.根据权利要求1所述的圆偏振发光量子点材料,其特征在于,所述手性组装体通过金硫醇片层(au(i)-mpa)与环己二胺经自组装得到;

    4.根据权利要求1所述的圆偏振发光量子点材料,其特征在于,所述量子点为碳量子点或石墨烯量子点;优选地,石墨烯量子点为硼掺杂石墨烯量子点或氨基化石墨烯量子点。

    5.如权利要求1-4所述的圆偏振发光量子点材料的制备方法,其特征在于,所述圆偏振发光量子点材料通过手性二维纳米组装体和量子点溶液混合后得到;

    6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

    7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,

    8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,

    9.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,

    10.如权利要求1所述的圆偏振发光量子点材料在生物成像、细胞探针、传感器及药物治疗与传递领域中的应用。


    技术总结
    本发明提供一种圆偏振发光量子点材料及其制备方法和应用;所述圆偏振发光量子点材料由发光主体和手性组装体组成;所述发光主体通过化学键作用吸附在所述手性组装体上;所述发光主体为量子点;所述圆偏振发光量子点材料可在水相中发射出左/右旋圆偏振光。采用本发明的技术方案,通过将量子点与二维手性纳米组装体相结合,制备出圆偏振发光量子点材料,此圆偏振发光体系适用于多种发光主体量子点。该圆偏振发光量子点材料制备方法简单,能很好的分散在水相体系中,且具有良好的热稳定性和生物相容性。

    技术研发人员:杨国坚,肖玉琦,章婷
    受保护的技术使用者:中国科学院宁波材料技术与工程研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
    转载请注明原文地址:https://symbian.8miu.com/read-38756.html

    最新回复(0)