Fast vierzig Jahre LeistungSpezielleNanomaterialbasierte Nanotechnologie entwickelt sich schnell und hat sich in alle Branchen durchdringt. Derzeit stehen zwei große wissenschaftliche Herausforderungen gegenüber der Nanotechnologie vor: 1) Nanomaterialien oder NanostrukturfaktorenNanoeffekteUnd die ausgezeichnete Leistung, die gewährt wird, ist immer schwierig, wirklich voll zu nutzen; 2) Stabilität in Langzeitanwendungen von Nanomaterialien. Quantenpunkte (QDs) sind kristalline Nanopartikel mit fluoreszierenden Farbstoffen und fluoreszierenden Proteinen, die durch die Größenabhängigkeit des elektronischen Quantenbegrenzungseffekts auftreten.Durch die hohe Helligkeit und die ausgezeichnete photochemische Stabilität sind QDs derzeit die idealen Marker für hochempfindliche Einzelmolekulare. Allerdings können die Oberflächen von QDs hoch sein, eine nicht spezifische Adsorption und eine schlechte Koloid-Stabilität erzeugen. Diese Form der polymeren Abdeckung von Quantenpunkten (QDs) mit fluoreszierenden Nanokugeln (FNs) kann diese Mängel nicht nur kompensieren, sondern auch die Empfindlichkeit biomedizinischer Tests erhöhen.

Vor kurzem hat die Universität in derJournal der American Chemical Society(JACS, IF = 16,38)wichtige wissenschaftliche Ergebnisse in Zeitschriften veröffentlichen,Im Hinblick auf das Problem der niedrigen photoluminescenten Quantenproduktivität (PLQY) von FNs (auch wenn FNs mit fast 100% von QDs mit PLQY zubereitet werden, kann ihr PLQY immer nicht mehr als 65% überschreiten und die Vorteile der hohen Helligkeit von QDs nicht nutzen) wurden Forschungen durchgeführt und eine Regulierungsstrategie entwickelt, um einen Durchbruch zu erzielen.

Das Pontius-Team entdeckte, dass bei der Vorbereitung von FNs durch freie Radikale Polymerierung der Grund für ihren PLQY-Rückgang war:

Abbildung 1. a.¹H NMR-Spektren, wobei * das chemische Verschiebssignal von gekapteten Liganden darstellen; b. Normalisierte Elektronen-paramagnetische Resonanz (EPR) Spektren unter Verwendung von DMPO als Spin-Rapping-Agent; c. Abbildung des Einflusses freier Radikale (R•) auf die abgekappten Liganden.

Aus dem MRI-Spektrum kann man sehen, dass nach dem Einbetten der QDs in die Kugel das Verteilungssignal der Ölsäure bleibt, das Kohlenstoff-Doppelbindungssignal deutlich abgeschwächt ist und das Verteilungssignal der Mercat fast verschwindet. In Verbindung mit dem Elektronenspin-Resonanz-Spektrum, werden die Doppelbindungen an der Ölsäure durch freie Radikale ausgelöst, die mit Styrol reagieren und Polystyren verzweigen. Weitere Kombination mit der Massenspektrumanalyse ergab, dass Mercato-Ligande während der Kettenübertragungsreaktion allmählich oxidiert und schließlich abgefallen werden. Daher ist die Positionierungsstabilität der Ölsäure bei der Polymerisation von freien Radikalen stärker, und es ist notwendig, Mercato-Liganden mit ihr auszutauschen.

Abbildung 3. a, b. XPS-Spektrum von QD-Mizellen (M2), die mit KPS behandelt wurden; c. PLQY der extrahierten QDs und deren FNs, die mit unterschiedlicher Konzentration KPS entwickelt wurden; d.TEM-Bilder von FNs entwickelten sich mit steigender Konzentration KPS (mg/ml)alle Skalen sind 50 nm; e. Abbildung des Bildungsverfahrens von FNs.

Trotz der Positionierung von QDs mit reiner Ölsäure können die durch die Zersetzung von Triggern erzeugten freien Radikalen auch die ZnS-Grenzschaltschicht von QDs oxidieren und Mängel erzeugen, die zu einer nicht-strahlenden Migration führen. Durch die genaue Kontrolle der Auslöserkonzentration kann die PLQY von FNs unter der Voraussetzung der Bildung von Nanokugeln zu einem gewissen Grad erhöht werden, aber immer noch weniger als die ursprünglichen QDs. Dies liegt daran, dass während des Polymerisationsprozesses die Kompatibilität der Ölsäure-Ligande mit (Poly)Styrol schlecht ist, was dazu führt, dass sie sich in der Kugel wiedervereint und die erzeugte Energieübertragung / Selbstabsorption die hohe Helligkeit der QDs schwierig macht, wirklich voll zu nutzen.

Abbildung 4. Charakterisierung von vernetzten FNs (cFNs) mit unterschiedlichem Massenverhältnis zwischen DVB und St + DVB: a. TEM-Bilder von cFNs mit unterschiedlichem Massenverhältnis, Maßstaben: 100 nm; b. PLQY; c. Normalisierte Femtosekunden transiente Absorptionskinetik Verfallsprofile detektiert bei 400 nm von QDs, FNs und cFNs; d. Zeitauflöste Fluoreszenzspektrume von QDs (t₁= 22,4 ns, 85,2 %; t₂= 77,6 ns, 14,8%), FNs (t)₁= 4,1 ns, 23,8 %; t₂= 16,0 ns, 62,9 %; t₃= 79,0 ns, 13,3%) und cFNs (t₁= 18,2 ns, 85,5 %; t₂= 65,1 ns, 14,5%); e. Abbildung des Bildungsverfahrens von cFNs.

Forschungsteam im DLS undNanoströmeWenn keine genauen Daten gegeben werden konnten, erhielt die Anwendung des NanoCoulter-Nanokulter-Spezialkörperlenmeters hochkonsistente Charakterisierungsdaten mit TEM und gab sie reibungslos ab. Herzlichen Glückwunsch!