一种具有手性活性的半导体量子点二聚体结构组装体的制备方法

摘要

一种具有手性活性的半导体量子点二聚体结构组装体的制备方法，属于材料化学技术领域。本发明包括量子点纳米材料的DNA修饰，以及量子点组装成二聚体。本发明选择羧基修饰的量子点作为基本结构，在量子点表面分别偶联上具有互补序列的单链DNA1及DNA2。通过DNA杂交的方法，使偶联在量子点表面的DNA1及DNA2杂交，从而使分散的量子点组装成二聚体结构组装体。本发明提供了量子点纳米材料与DNA的偶联及量子点二聚体结构的组装，能够制备出结构均一，手性信号稳定的量子点二聚体结构组装体。

说明书

技术领域

一种具有手性活性的半导体量子点二聚体结构组装体的制备方法，属于材料化学技术领域。

背景技术

将半导体量子点(QDs)组装成二聚体结构，由于半导体量子点周围的带隙效应，使得组装后粒子周围发生能量迁移和电子耦合，从而表现出前所未有的光学性质。将半导体量子点以手性DNA分子组装成二聚体后，一方面量子点与手性分子偶极之间产生耦合，另一方面由于二聚体的不对称结构，使得这种二聚体结构组装体能够在可见光区表现出圆二色性。

发明内容

本发明目的是提供一种具有手性活性的半导体量子点二聚体结构组装体的制备方法，制备出结构均一的，手性信号稳定的量子点二聚体结构组装体。

本发明的技术方案：一种具有手性活性的半导体量子点二聚体结构组装体的制备方法，包括量子点纳米材料的DNA修饰，以及量子点组装成二聚体。本发明选择羧基修饰的量子点作为基本结构，在量子点表面分别偶联上具有互补序列的单链DNA1及DNA2。通过DNA杂交的方法，使偶联在量子点表面的DNA1及DNA2杂交，从而使分散的量子点组装成二聚体结构。

所用的玻璃仪器都用王水浸泡12h，并用双蒸水清洗，晾干备用；实验中使用的水均为18.2 MΩ的Milli-Q超纯水；

工艺为：

（1）量子点与DNA偶联

羧基修饰的硫化锌包裹的硒化镉量子点（CdSeZnS）简称为QDs，取200μL QDs与碳二亚胺EDC，按QDs: EDC摩尔浓度比为1: 1000混匀，室温静置2h后，再向溶液中加入琥珀酰亚胺NHS，并按QDs: NHS摩尔浓度比为1:100混匀，室温静置2h后，分成两管，每管100μL，按QDs: DNA摩尔浓度比为1: 5分别向一管溶液中加入氨基修饰DNA1、向另一管溶液中加入氨基修饰DNA2，混匀后室温静置3h，分别得到QDs-DNA1复合体、QDs-DNA2复合体；

（2）量子点二聚体组装

将步骤（1）偶联有DNA的QDs-DNA1、QDs-DNA2复合体按摩尔浓度比1:1混匀，室温振荡反应12h，即得到量子点二聚体结构组装体；

（3）量子点二聚体结构组装体的表征：

采用电镜表征及圆二色谱对量子点二聚体结构组装体进行表征。

电镜表征：分别取7μL的步骤（2）所得量子点二聚体结构组装体滴加到碳膜支持的铜网上，在红外灯下进行干燥，透射电镜采用JEOL JEM-2100型号的电镜，其加速电压为200 kV；

圆二色谱表征：分别取70μL的步骤（2）所得量子点二聚体结构组装体加入到比色皿中，25℃下依次在紫外-可见光谱仪和圆二色谱仪上测定其信号。

所述DNA的编号、序列及长度如表1所示。

表1  DNA的编号、序列及长度

编号序列(5’-3’)长度(bp)DNA1CAATAGCCCT TGGATAAAAA AAAAA- NH₂25DNA2ATCCAAGGGC TATTGAAAAA AAAAA-NH₂25

注：本发明所使用的DNA均购自中国上海生工生物工程有限公司，并通过聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯化。

本发明的有益效果：本发明提供了量子点纳米材料与DNA的偶联及量子点二聚体结构的组装，能够制备出结构均一，手性信号稳定的量子点二聚体结构。

附图说明

图1量子点二聚体透射电镜图。

图2量子点二聚体紫外-可见光吸收图谱。

图3量子点二聚体圆二色图谱。

具体实施方式

实施例1

所有的玻璃仪器都用王水浸泡12h，并用双蒸水清洗，晾干备用。实验中使用的水均为18.2 MΩ的Milli-Q超纯水。

量子点与DNA偶联：

取200μL羧基修饰的CdSeZnS量子点与碳二亚胺（EDC）按QDs: EDC摩尔浓度比为1: 1000混匀，室温静置2h后，再向溶液中加入琥珀酰亚胺（NHS），并按摩尔浓度比QDs: NHS为1:100混匀。室温静置2h后，分成2管，每管100μL。按QDs: DNA摩尔浓度比为1: 5分别向两管溶液中加入氨基修饰DNA1和DNA2，混匀后室温静置3h得到QDs-DNA1复合体和QDs-DNA2复合体。

量子点二聚体组装：

将上述偶联有DNA的QDs-DNA1、QDs-DNA2复合体按摩尔浓度比1:1混匀，室温振荡反应12h，即得到量子点二聚体结构。

量子点二聚体表征：

电镜表征：分别取7μL的上述量子点二聚体结构滴加到碳膜支持的铜网上，在红外灯下进行干燥。透射电镜采用JEOL JEM-2100型号的电镜，其加速电压为200 kV。

圆二色谱表征：分别取70μL的上述样品加入到比色皿中，25℃下依次在紫外-可见光谱仪和圆二色谱仪上测定其信号。

DNA1：5’- CAATAGCCCTTGGATAAAAAAAAAA- NH₂-3’，

DNA2：5’- ATCCAAGGGCTATTGAAAAAAAAAA-NH₂-3’。