Các chấm lượng tử CdSe và CdSe/CdS phân
tán trong nước đã được chế tạo thành công.
Các mẫu chế tạo được là các dung dịch trong
suốt có chứa các hạt nano CdSe và CdSe/CdS.
Các mẫu này phát xạ huỳnh quang mạnh dưới
ánh sáng của đèn tử ngoại, phát xạ màu sắc
khác nhau tùy thuộc vào kích thước của chấm
lượng tử. Cường độ phát xạ huỳnh quang của
các chấm lượng tử CdSe/CdS tăng mạnh so
với các hạt nano CdSe không có lớp vỏ bọc
CdS. Khi tăng thời gian nuôi tinh thể thì cường
độ huỳnh quang của các chấm lượng tử cũng
tăng lên. Kích thước của các chấm lượng tử
phụ thuộc vào điều kiện chế tạo.
Cụ thể, khi khi nồng độ chất bẫy tăng, kích
thước tinh thể càng giảm, theo đó đỉnh phát
xạ của các chấm lượng tử càng lệch về phía
sóng ngắn. Các chấm lượng tử có cường độ
huỳnh quang tăng sau khi được bọc các lớp
hợp sinh là PEG và BSA. Các mẫu chấm
lượng tử chế tạo được có độ ổn định quang
cao, thích hợp cho các thí nghiệm trong thời
gian kéo dài, hứa hẹn ứng dụng trong đánh
dấu sinh học.
7 trang |
Chia sẻ: yendt2356 | Lượt xem: 666 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của các hạt nano chấm lượng tử CDSE cho ứng dụng đánh dấu sinh học, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Chu Việt Hà và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 113(13): 17 - 23
17
CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC HẠT NANO
CHẤM LƯỢNG TỬ CdSe CHO ỨNG DỤNG ĐÁNH DẤU SINH HỌC
Chu Việt Hà1,*, Nguyễn Thị Vân1, Trần Anh Đức2, Vũ Thị Kim Liên1
1Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên
2Viện Vật lý – Viên Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
TÓM TẮT
Các hạt nano chấm lượng tử CdSe được chế tạo bởi phương pháp hóa ướt trong môi trường nước
sử dụng hợp chất citrate làm chất hoạt động bề mặt. Các chấm lượng tử chế tạo được khá đơn phân
tán trong nước, với kích thước dao động tử 3.5 đến 10 nm với cường độ phát huỳnh quang mạnh.
Các chấm lượng tử này có độ bền quang cao, độ chói tốt và khá ổn định trong các môi trường pH
khác nhau. Tính chất quang của các chấm lượng tử được khảo sát trong nhiều điều kiện khác nhau.
Độ bền quang cao sau nhiều tháng chế tạo hứa hẹn ứng dụng các chấm lượng tử này cho các đánh
dấu huỳnh quang, đặc biệt là đánh dấu sinh học.
Từ khóa: Chấm lượng tử, CdSe, citrate, môi trường nước, đánh dấu huỳnh quang.
GIỚI THIỆU*
Các chấm lượng tử kể từ khi được phát hiện,
đã dần trở thành các chất dán nhãn huỳnh
quang quan trọng dùng trong cảm biến sinh
học và hiện ảnh [1-5]. Các chấm lượng tử là
những tinh thể nano bán dẫn bao gồm các
nguyên tử của các nguyên tố nhóm II - VI (ví
dụ, Cd, Zn, Se, Te) hoặc III-V (ví dụ, In, P,
As) trong bảng hệ thống tuần hoàn các
nguyên tố hóa học. Các hiệu ứng lượng tử xảy
ra khi kích thước tinh thể có thể so sánh với
bước sóng de Broglie của điện tử và lỗ trống.
Khi đó cả điện tử và lỗ trống đều bị giam giữ
và các mức năng lượng của chúng bị lượng tử
hóa. Sự giam giữ lượng tử làm gián đoạn các
mức năng lượng theo chiều giam giữ và làm
thay đổi mật độ trạng thái theo năng lượng.
Kết quả là hấp thụ hay phát xạ của các chấm
lượng tử phụ thuộc vào kích thước hạt, nghĩa
là người ta có thể điều khiển được tính chất
quang (ví dụ màu phát xạ huỳnh quang) theo
kích thước của các chấm lượng tử. Các chấm
lượng tử thường được sử dụng trong đánh dấu
sinh học là các chấm lượng tử trên cơ sở
CdSe và CdTe vì phổ phát xạ của chúng trải
toàn bộ vùng phổ nhìn thấy tùy thuộc vào
kích thước [3].
*
Tel: 0912132036
Vì môi trường sinh học chủ yếu là nước nên
các chấm lượng tử dùng trong đánh dấu sinh
học phải phân tán được trong nước. Mặt khác,
các chấm lượng tử muốn đánh dấu được các
đối tượng sinh học như ADN, protein, kháng
thể, tế bào thì chúng phải gắn kết được với
các đối tượng sinh học đó. Vì vậy các chấm
lượng tử phải có các nhóm chức hóa học thích
hợp để có thể phân tán được trong nước và
gắn kết với các phân tử sinh học, do đó chúng
phải có lớp hợp sinh ưa nước bao quanh.
Deng và cộng sự (2006) [6] đã phát triển một
phương pháp khá an toàn và giảm sự độc hại
của các hóa chất khi nghiên cứu chế tạo các
chấm lượng tử CdSe trực tiếp trong môi
trường nước sử dụng citrate, rút ngắn bớt thời
gian chế tạo và giảm độ độc hại so với các
chấm lượng tử chế tạo trong dung môi hữu cơ
truyền thống. Theo phương pháp này, các
mầm tinh thể chấm lượng tử CdSe được tạo
thành ngay trong nước nhờ citrate, kích thước
của các chấm lượng tử CdSe phụ thuộc vào
nồng độ citrate ban đầu. Các chấm lượng tử
chế tạo theo phương pháp này có thể ứng
dụng đánh dấu huỳnh quang trực tiếp lên các
đối tượng sinh học.
Trong bài báo này, chúng tôi chế tạo các
chấm lượng tử CdSe và CdSe/CdS phân tán
trong nước phát triển dựa trên phương pháp
của Deng. Các chấm lượng tử này có cường
độ phát quang mạnh với hiệu suất cao, phát
Chu Việt Hà và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 113(13): 17 - 23
18
xạ ở các bước sóng khác nhau phụ thuộc vào
kích thước hứa hẹn là các chất đánh dấu sử
dụng cho các ứng dụng sinh học. Các chấm
lượng tử này được bọc thêm một lớp hợp sinh
bên ngoài là PEG (polyethyglycol) hoặc
protein BSA nhằm tăng hiệu suất phát xạ
huỳnh quang và tăng tính ổn định cho các ứng
dụng trong sinh học. Các kết quả cho thấy
cường độ phát xạ huỳnh quang của các chấm
lượng tử có lớp vỏ bọc tăng đáng kể so với
các chấm lượng tử không được thụ động hóa
bề mặt. Các quá trình thực nghiệm chế tạo
mẫu đều được thực hiện tại phòng thí nghiệm
Vật lý Chất rắn Khoa Vật lý, Trường Đại học
Sư phạm - Đại học Thái Nguyên.
THỰC NGHIỆM
Chế tạo các chấm lượng tử CdSe phân tán
trong nước
Các chấm lượng tử CdSe và CdSe/CdS được
chế tạo bằng phương pháp hóa ướt sử dụng
các hóa chất CdCl2.2,5H2O, sodium boro
hydride (NaBH4 – là một chất có tính khử
mạnh); citrate (trirodium citrate dihydrate -
C6H5Na3O7.2H2O, là muối natri của một trong
các axit chanh, được dùng trong thực phẩm)
đóng vai trò là chất hoạt động bề mặt, cồn
tuyệt đối (C2H5OH), trihydroxy methyl
aminomethane (tris) (chất này sử dụng trong
các môi trường sinh học), nước cất, axit
sunfuric (H2SO4), axit clohydric (HCl), bột
selenium (Se). Các bước chế tạo chấm lượng
tử CdSe trong nước được tiến hành như sau:
Bước 1: Trong ethanol nguyên chất, với điều
kiện sục khí N2 ở 450C, nguyên tố selenium
phản ứng với sodium boro hydiride tạo thành
dung dịch NaHSe/ethanol. Trisodium citrate
dihydrate được cho vào dung dịch đệm tris -
HCl với pH = 8,9 (là giá trị pH cho thấy sản
phẩm các chấm lượng tử thu được là ổn định
nhất) đựng trong bình ba cổ. Sau đó nhỏ giọt
dung dịch nước cadmium cloride có chứa các
ion Cd2+ vào dung dịch trên trong điều kiện
khuấy trộn mạnh để thu được dung dịch chứa
các ion Cd2+ được bao quanh bởi các phân tử
trisodium citrate.
Bước 2: Khí H2Se bốc lên khi nhỏ chậm dung
dịch H2SO4 loãng vào dung dịch
NaHSe/ethanol trong dung dịch ban đầu trong
điều kiện sục từ từ N2 để tổng hợp các chấm
lượng tử CdSe ở nhiệt độ ổn định. Khí H2Se
được đưa theo dòng chảy của khí N2 dẫn vào
bình ba cổ phản ứng với các ion Cd2+. Trong
điều kiện khuấy trộn mạnh liên tục, các mầm
tinh thể của các nano tinh thể CdSe sẽ được
hình thành và phát triển thành các nano tinh
thể CdSe. Lượng muối Cd2+ ban đầu được sử
dụng dư để thụ động hóa bề mặt các chấm
lượng tử CdSe bằng việc bọc lớp vỏ CdS.
Hình 1 biểu diễn sơ đồ chế tạo nano tinh thể
CdSe trong môi trường nước. Kích thước của
các chấm lượng tử CdSe được điều khiển qua
nồng độ citrate.
Sau khi chế tạo được dung dịch có chứa các
nano tinh thể CdSe với một lượng dư Cd,
dung dịch chứa các nano tinh thể CdSe/CdS
được tổng hợp bằng cách thổi khí H2S vào
dung dịch chứa các hạt CdSe lõi theo dòng
chảy của khí N2 (hình 2). Khí H2S cũng được
tổng hợp như khí H2Se theo cách trên.
Các mẫu chấm lượng tử CdSe và CdSe/CdS
được chế tạo với các nồng độ chất bẫy citrate
khác nhau. Ký hiệu tỷ lệ mol giữa citrate và
lượng nước thêm vào khi chuẩn bị dung dịch
đệm Tris-HCl là w, chúng tôi chế tạo các
chấm lượng tử CdSe và CdSe/CdS với các tỷ
lệ w thay đổi là 1,5; 2; và 2,5.
Hình 1. Sơ đồ chế tạo các chấm lượng tử CdSe
Hình 2. Sơ đồ chế tạo các chấm lượng tử
CdSe/CdS
Chu Việt Hà và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 113(13): 17 - 23
19
Bọc các chấm lượng tử CdSe bởi các lớp
hợp sinh
Các chấm lượng tử CdSe/CdS được chế tạo
với việc sử dụng citrate sẽ có các nhóm chức
năng -COO- trên bề mặt nên có thể dễ dàng
gắn kết được với các đối tượng sinh học. Các
chấm lượng tử sau khi chế tạo thường có độ
pH ~ 7 đến 8. Các thí nghiệm đánh dấu sinh
học ở mức phân tử yêu cầu các dung dịch có
pH khác nhau và các nhóm chức năng hợp
sinh khác nhau tùy từng đối tượng đánh dấu.
Tuy nhiên citrate không bền trong các môi
trường pH thấp và nó dễ làm các chấm lượng
tử kết tụ lại do sự mất cân bằng điện tích. Do
đó, chúng tôi đã nghiên cứu bọc các chấm
lượng tử bằng protein BSA và PEG với các
nhóm chức dễ dàng gắn kết sinh học, đồng
thời bảo vệ các chấm lượng tử và chống lại sự
kết đám. BSA (Bovine serum albumin), là
một loại protein, có vai trò trong các phép thử
miễn dịch, có thể gắn kết với kháng thể sinh
học. PEG (polyethylene glycol) là một
polymer tan trong nước linh hoạt nên nó cũng
giúp cho các hạt nano phân tán tốt trong
nước, chống lại sự kết đám của các hạt nano.
Hơn nữa, phân tử PEG với các nhóm chức
năng bên ngoài như amin, thiol, caboxyl,
biotin, maleimide, dễ dàng giúp cho việc
gắn kết các hạt nano với các phân tử sinh học.
Nhờ được bọc BSA hoặc PEG, các chấm
lượng tử sau khi chế tạo sẽ ổn định hơn rất
nhiều và dễ dàng gắn kết được với các đối
tượng sinh học.
Các chấm lượng tử CdSe/CdS được chọn bọc
BSA hay PEG với một tỷ lệ mol ban đầu cho
trước.BSA hay PEG được đưa vào dung dịch
chấm lượng tử và được khuấy từ ở nhiệt độ
phòng trong khoảng thời gian từ 15 đến 20
phút cho đến khi dung dịch trong suốt. Các
phân tử BSA hay PEG sẽ hấp phụ lên bề mặt
các chấm lượng tử. Hình 3 mô tả quá trình
chuyển từ các chấm lượng tử được bao quanh
bởi các phân tử citrate sang các chấm lượng
tử được bọc BSA.
Kích thước của các chấm lượng tử được xác
định qua hệ kính hiển vi điện tử truyền qua
(TEM) JEOL JEM 1011 (Nhật Bản) có ở
Viện Vệ sinh dich tễ Hà Nội. Phổ hấp thụ
được xác định bằng máy quang phổ Jasco V-
600 (Nhật Bản) và phổ huỳnh quang đo bằng
hệ máy FS 920 Edinburgh (Anh) có ở phòng
thí nghiệm Vật lý Chất rắn, khoa Vật lý
trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên.
Hình 3. Quá trình chuyển từ chấm lượng tử - citrate
sang chấm lượng tử được bọc BSA
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Chúng tôi đã chế tạo thành công các nano tinh
thể CdSe và CdSe/CdS phân tán trong nước.
Các mẫu chế tạo được ở dạng dung dịch trong
suốt. Hình 4 là ảnh chụp một số mẫu chấm
lượng tử CdSe/CdS trong nước dưới ánh sáng
của đèn tử ngoại, phát xạ với các màu sắc
khác nhau tương ứng với kích thước CdSe là
khác nhau, cường độ phát xạ mạnh. Hình 5 là
ảnh kính hiển vi điện tử truyền (TEM) của
các chấm lượng tử CdSe/CdS cho thấy các
chấm lượng tử có dạng là các chấm nhỏ (có
vài chấm hơi to, có những lớp mờ mờ xung
quanh có thể đó là các chất còn dư sau khi
chế tạo, mẫu chưa được rửa) và phân tán
trong nước. Các chấm lượng tử phân tán được
trong nước là do sự bảo vệ của chất hoạt động
bề mặt citrate bám xung quanh các hạt chấm
lượng tử. Các chấm lượng tử này hứa hẹn là
những chất đánh dấu huỳnh quang tốt cho
nhiều ứng dụng.
Hình 4. Ảnh chụp các mẫu dung dịch chấm lượng tử
CdSe/CdS dưới ánh sáng đèn tử ngoại
Chu Việt Hà và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 113(13): 17 - 23
20
Hình 5. Ảnh TEM của các chấm lượng tử CdSe/CdS
với phát xạ huỳnh quang ở 605nm
Các phép đo của phổ hấp thụ trong vùng UV -
VIS của các chấm lượng tử CdSe và
CdSe/CdS đã được thực hiện. Phổ hấp thụ
UV của các chấm lượng tử CdSe với tỷ lệ w
khác nhau được trình bày trong hình 6. Có sự
dịch chuyển của bờ hấp thụ hướng về bước
sóng ngắn hơn so với bán dẫn CdSe khối
(λCdSe khối ~ 690 nm tương ứng với năng lượng
vùng cấm Eg ≈ 1,8 eV ở nhiệt độ phòng). Sự
dịch xanh này phù hợp với lý thuyết về sự mở
rộng độ rộng vùng cấm của các chấm lượng
tử. Kích thước của những lõi CdSe này đã
được ước tính cỡ 4 nm bởi công thức do Brus
[7]. Kích thước các mẫu CdSe khác đã được
ước tính khoảng từ 3nm đến 6nm. Từ hình 6
chúng ta có thể thấy rằng đường phổ hấp thụ
tăng khi tỷ lệ w tăng. Sự dịch đỉnh phổ hấp
thụ hướng về bước sóng ngắn phù hợp với giá
trị w cao hơn, có nghĩa rằng các chấm lượng
tử được chế tạo có kích thước nhỏ hơn với
nồng độ chất hoạt tính bề mặt cao hơn. Điều
đó cũng được thể hiện rõ trong phổ huỳnh
quang. Vì ảnh hưởng của hiệu ứng giam giữ
lượng tử làm giảm kích thước của các chấm
lượng tử (phù hợp với sự tăng lên của vùng
cấm), sao cho cực đại phát xạ huỳnh quang
(phù hợp với sự dịch chuyển vùng-vùng) của
các chấm lượng tử được đổi hướng về bước
sóng ngắn. Kích thước của các chấm lượng tử
CdSe giảm với sự tăng lên của tỷ lệ w. Hình
7 giới thiệu phổ huỳnh quang của các chấm
lượng tử CdSe với tỷ lệ w khác nhau ở nhiệt
độ phòng dưới ánh sáng kích thích là 480nm.
Các đỉnh phổ huỳnh quang có giá trị bước
sóng là 604nm, 594nm và 590 nm lần lượt
ứng với w = 1.5, w=2, và w=2.5. Các cực đại
của phổ huỳnh quang cho phép ta xác định
được kích thước của chấm lượng tử được ước
tính theo công thức Brus [7]. Như vậy kích
thước các hạt CdSe trong ba mẫu có đỉnh phát
xạ huỳnh quang như trên lần lượt có giá trị là
4 nm, 3.8 nm và 3.7 nm (nhỏ hơn so với bán
kính Bohr exciton của CdSe khối: a0 = 5,6
nm) [8]. Kết quả tính như trên một lần nữa
khẳng định kích thước của chấm lượng tử
giảm đi khi tỉ lệ w tăng lên. Như vậy, chúng
ta có thể kiểm soát kích thước của các chấm
lượng tử bằng cách thay đổi nồng độ chất bẫy
bề mặt. Hình 7 cũng cho thấy rằng các chấm
lượng tử CdSe với w = 2 có cường độ phát xạ
mạnh nhất và độ bền quang cao nhất. Chúng
tôi chọn giá trị w =2 để chế tạo các chấm
lượng tử có chất lượng và độ bền quang cao
với mục đích cho các ứng dụng sinh học.
400 500 600
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
w = 1.5
w = 2
w = 2.5
§é
hÊ
p
th
ô
(®.
v.
t.y
)
B- í c sãng (nm)
B¸n dÉn khèi CdSe
Hình 6. Phổ hấp thụ của các chấm lượng tử CdSe
với các nồng độ chất bẫy khác nhau
500 550 600 650 700
0
50
100
150 w = 1.5
w = 2
w = 2.5
C-
ên
g
®é
hu
ún
h
qu
an
g
(®.
v.
t.y
)
B- í c sãng (nm)
594
603
589
Hình 7. Phổ huỳnh quang của các chấm lượng tử
CdSe với các nồng độ chất bẫy khác nhau
Chu Việt Hà và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 113(13): 17 - 23
21
Phổ huỳnh quang của các chấm lượng tử
CdSe/CdS lõi - vỏ cho thấy sự tăng lên của
cường độ phát xạ của các chấm lượng tử
CdSe bọc vỏ CdS so với các chấm lượng tử
CdSe không bọc vỏ. Hình 8 giới thiệu phổ
huỳnh quang của các nano tinh thể CdSe và
CdSe/CdS dưới bước sóng kích thích 480 nm
ở nhiệt độ phòng. Cường độ phát xạ tương
đối của các chấm lượng tử CdSe/CdS cao hơn
mười lần cường độ phát xạ của các chấm
lượng tử CdSe. Hiệu suất lượng tử của các
chấm lượng tử CdSe và CdSe/CdS lõi - vỏ đã
được ước lượng bởi Rhodamin 6G (Rh 6G).
Hiệu suất lượng tử của Rh 6G tan trong nước
với bước sóng kích thích 480 nm là 0.95 [9].
Hiệu suất lượng tử của các chấm lượng tử
CdSe được ước lượng khoảng 5-10% và của
các chấm lượng tử lõi - vỏ CdSe/CdS là 20 -
50%. Điều này minh chứng rằng các chấm
lượng tử CdSe có sự phát quang cao hơn khi
được bọc vỏ CdS. Hình 8 cũng cho biết phổ
huỳnh quang của các chấm lượng tử CdSe/CdS
với thời gian phát triển khác nhau của vỏ CdS
với mỗi tỷ lệ w dưới bước sóng kích thích 480
(nm) so với phổ huỳnh quang của lõi CdSe.
Cường độ phát xạ tương đối của các chấm
lượng tử CdSe/CdS cao gấp mười lần cường
độ phát xạ của lõi CdSe. Một kết quả nổi bật
của việc tổng hợp các chấm lượng tử CdSe
/CdS lõi - vỏ là cực đại phát xạ huỳnh quang
có sự dịch đỏ khi thời gian nuôi vỏ CdS tăng.
Kết quả này cho thấy vỏ CdS là dầy hơn khi
thời gian tổng hợp tăng, vì thế xác suất để lõi
CdSe chui vào vỏ CdS là cao [10], dẫn đến sự
dịch đỏ trong phổ phát xạ. Cho thời gian tổng
hợp dài hơn, kích thước các chấm lượng tử
được ổn định, không quan sát thấy sự dịch
chuyển nào trong phổ huỳnh quang.
Nghiên cứu tiến hành bọc các chấm lượng tử
CdSe/CdS bởi một lớp polymer PEG
(polyethylene glycol) hoặc BSA (Bovine
serum albumin) chúng tôi thấy các chấm
lượng tử sau khi bọc thêm các chất này có độ
ổn định quang cao hơn và cường độ huỳnh
quang cũng tăng sau khi bọc. Hình 9 trình bày
phổ huỳnh quang của của mẫu
CdSe/CdS/BSA và mẫu CdSe/CdS/PEG được
so sánh với các chấm lượng tử CdSe/CdS
phát xạ ở 605 nm với cùng độ hấp thụ ở bước
sóng 370 nm. Có thể thấy dạng phổ, cường độ
phát xạ của các hạt nano CdSe/CdS có bọc
BSA hoặc PEG không thay đổi nhiều so với
các hạt CdSe/CdS không bọc, thậm chí hiệu
suất phát xạ của mẫu CdSe/CdS/PEG còn
tăng đáng kể so với mẫu CdSe/CdS không
bọc. Hiệu suất lượng tử của các chấm lượng
tử CdSe/CdS được cải thiện sau khi bọc PEG
và BSA. Cụ thể với các chấm lượng tử
CdSe/CdS, hiệu suất lượng tử chỉ ~ 30%; còn
với CdSe/CdS bọc BSA, hiệu suất lượng tử là
35 % và hiệu suất lượng tử của CdSe/CdS bọc
PEG lên đến 50 %. Các chấm lượng tử bọc
PEG hoặc BSA thể hiện sự ổn định quang hóa
cao trong một thời gian dài.
Hình 8.Phổ huỳnh quang của các chấm lượng tử CdSe/CdS với các thời gian nuôi vỏ CdS
và tỉ lệ w khác nhau so với lõi CdSe
Chu Việt Hà và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 113(13): 17 - 23
22
Hình 9. Phổ huỳnh quang của các chấm lượng tử
CdSe/CdS sau khi bọc PEG và BSA so sánh với lúc
chưa bọc dưới bước sóng kích thích 370 nm ở nhiệt
độ phòng
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
0.8
1.6
2.4
3.2
C-
¬
ng
®é
hu
ún
h
qu
an
g
(®.
v.
t.y
.
)
Thêi gian (giê)
Hình 10. Sự phụ thuộc của cường độ huỳnh quang
của các chấm lượng tử CdSe/CdS theo thời gian
KẾT LUẬN
Các chấm lượng tử CdSe và CdSe/CdS phân
tán trong nước đã được chế tạo thành công.
Các mẫu chế tạo được là các dung dịch trong
suốt có chứa các hạt nano CdSe và CdSe/CdS.
Các mẫu này phát xạ huỳnh quang mạnh dưới
ánh sáng của đèn tử ngoại, phát xạ màu sắc
khác nhau tùy thuộc vào kích thước của chấm
lượng tử. Cường độ phát xạ huỳnh quang của
các chấm lượng tử CdSe/CdS tăng mạnh so
với các hạt nano CdSe không có lớp vỏ bọc
CdS. Khi tăng thời gian nuôi tinh thể thì cường
độ huỳnh quang của các chấm lượng tử cũng
tăng lên. Kích thước của các chấm lượng tử
phụ thuộc vào điều kiện chế tạo.
Cụ thể, khi khi nồng độ chất bẫy tăng, kích
thước tinh thể càng giảm, theo đó đỉnh phát
xạ của các chấm lượng tử càng lệch về phía
sóng ngắn. Các chấm lượng tử có cường độ
huỳnh quang tăng sau khi được bọc các lớp
hợp sinh là PEG và BSA. Các mẫu chấm
lượng tử chế tạo được có độ ổn định quang
cao, thích hợp cho các thí nghiệm trong thời
gian kéo dài, hứa hẹn ứng dụng trong đánh
dấu sinh học.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Wenwan Zhong, Nanomaterials in
fluorescence-based biosensing, Anal. Bioanal.
Chem. (2009) 394, Springer:47–59
[2]. Gao X, Yang L, Petros JA, Marshall
FF, Simons JW, Nie S., In vivo molecular and
cellular imaging with quantum dots, Curr Opin
Biotechnol, 16, 63–72 (2005)
[3]. Challa S. S. R. Kumar,
Nanotechnologies for the Life Sciences Vol. 1,
Biofunctionalization of Nanomaterials. Edited
by Copyright 8 2005 WILEY-VCH
[4]. Roszek B., W.H. de Jong, Geertsma
R.E., Nanotechnology in medical application,
2005
[5]. Bailey R. E., Smith A. M., Nie N.,
Quantm dots in biology and medicine, Physica
E 25 (2004) 1-12
[6]. D. Deng, J. Yu, and Y. Pan, Journal of
Colloidand Interface Science, 2006, Vol. 299,
pp. 225-232
[7]. L.E. Brus, J. Chem. Phys. 80, 4403
(1984).
[8]. Size-dependent band gap of colloidal
quantum dots - JOURNAL OF APPLIED
PHYSICS99, 013708 (2006)
[9]. R. F. Kubin and A. N. Fletcher, J.
Luminescence, Vol. 27, 1982, pp. 455-462
[10]. B. O. Dabbousi, J. Rodriguez-Viejo, F.
V. Mikulec, J. R. Heine, H. Mattoussi, R. Ober,
K. F. Jensen, and M. B. Bawendi. J. Phys.
Chem. B Vol. 101, 1997, pp. 9463–9475.
Chu Việt Hà và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 113(13): 17 - 23
23
SUMMARY
SYNTHESIS AND OPTICAL PROPERTIES OF CdSe QUANTUM DOT
NANOCRYSTALS FOR BIOLABELING APPLICATIONS
Chu Viet Ha1,*, Nguyen Thi Van1, Tran Anh Duc2, Vu Thi Kim Lien1
1College of Education – TNU
Institute of Physics – Vietnam Academy of Science and Technology
The CdSe quantum dots have been synthesized via wet chemical method using citrate as surfactant
agent. The prepared quantum dots are mono – dispersed in aqueous solution with the size varying
from 3.5 to 10 nm. The investigation of photoluminescence emission properties shows a
photostability of the quantum dots in different pH environment. The photostability also has been
examined by observing the evolution of fluorescence spectra and quantum yield with storing time.
The results show that the CdSe quantum dots have high photostability which is almost unchanged
after many months, and promise to be suitable for biolabeling.
Keywords: Quantum dots, CdSe, citrate, aqueous solution, biolabelling.
LỜI CẢM ƠN
Công trình được thực hiện dưới sự hỗ trợ kinh phí của đề tài NCKH cấp Đại học Thái Nguyên,
mã số ĐH2012-TN04-15.
Ngày nhận bài: 13/9/2013; Ngày phản biện:9/10/2013; Ngày duyệt đăng: 18/11/2013
Phản biện khoa học: TS. Phạm Duy Lác – Trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp – ĐHTN
*
Tel: 0912132036
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- brief_41686_45456_1652014850214_3615_2048579.pdf