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半导体纳米晶体(量子点)由于具有窄发光光谱、高荧光亮度、高荧光稳定性等特殊性质及强烈的荧光尺寸依赖性而备受光电领域和生物领域的青睐。将荧光纳米微粒的荧光性质应用于生物领域的一种重要方法是将其复合于基体材料中形成荧光微球。复合微球的形成,一方面可以提高荧光微粒的化学环境适应性、微粒荧光的稳定性和降低无机纳米微粒对生物分子的毒性。另一方面,将不同尺寸的纳米微粒按照特定比例加入到聚合物或氧化硅惰性载体中,可以实现用于生物体系的高通量检测。
本研究选择具有热敏性、生物相容性、良好的水分散性质的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)水凝胶微球作为基体,通过氢键作用将巯基化合物稳定的CdTe荧光纳米微粒复合在PNIPAM微球中,成功地得到了复合荧光微球。实验结果表明:复合微球的发光性质取决于被复合的CdTe纳米微粒;纳米微粒在微球中的吸附量与复合温度有关;复合在微球中CdTe纳米微粒起到交联剂的作用增加了微球的交联度,从而使微球具有更致密的结构。
在此基础上,将不同尺寸的CdTe纳米微粒复合在微球中,得到了具有温度响应的多重荧光编码微球。微球的荧光颜色可以通过控制加入不同尺寸的纳米微粒的摩尔比进行控制。微球中纳米微粒之间的平均距离可以通过改变温度进行调变,使不同尺寸的纳米微粒发生能量迁移,从而调变荧光微球的发光颜色。
另外,在聚N-异丙基丙烯酰胺和丙烯酸基共聚物水凝胶(PNIPAM-co-PAA)的诱导下,合成了正六边形形貌的CdTe纳米片晶结构。该六边形结构的对角线长为400纳米左右,厚度为20-40纳米,而且CdTe结构中有机聚合物百分含量为40%左右。初步研究表明:六边形CdTe结构的形成是PNIPAM和PAA协同作用的结果。