Hiện nay, chấm lượng tử (QD) nhóm AIIBVI được nghiên cứu, chế tạo trong nước và đã có một số định hướng ứng dụng thực tế. Tuy nhiên, việc ứng dụng QD để làm cảm biến huỳnh quang phát hiện nhanh dư lượng thuốc trừ sâu chưa được tập trung nghiên cứu. Với những lý do đó, chúng tôi đã lựa chọn tên đề tai luận an la “Nghiên cứu chế tạo và tính chất của các nano tinh thể bán dẫn cấu trúc nhiều lớp CdSeZnSeZnS được chức năng hóa bề mặt nhằm ứng dụng chế tạo cảm biến huỳnh quang xác định một số loại thuốc trừ sâu”. Trong bản luận án này, chúng tôi nghiên cứu chế tạo các QD CdSeZnSeZnS và CdZnSeZnS. Sau đó chế tạo các cảm biến huỳnh quang nhằm phát hiện dư lượng một số loại thuốc trừ sâu thuộc nhóm lân hữu cơ (organophosphates OP), carbamate, neonicotinoids, cúc tổng hợp (pirethroit) và thuốc trừ sâu sinh học. Ý nghĩa khoa học của luận án Đã chế tạo thành công các loại QD CdSeZnS, CdSeZnSeZnS, và CdZnSeZnS. Thành công trong việc biến đổi bề mặt các QD này với MPA. Đã nghiên cứu phổ hấp thụ va phổ phat xạ theo chiều day lớp vo bọc, thanh phần chất cấu tạo QD hai thành phần, QD ba thành phần. Đã khai thac ứng dụng được tính chất của QD hai và ba thành phần, kết hợp với tác nhân sinh học va đề xuất cơ chế giải thích sự thay đổi cường độ huỳnh quang của cảm biến. Bố cục của luận án Luận án gồm 130 trang, 80 hình, và 09 bảng, chia thành các phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và 05 chương. Nội dung cụ thể như sau: Chương thứ nhất giới thiệu về các QD cấu trúc lõi và lõivo đa lớp CdSeZnS, CdSeZnSeZnS, CdZnSe, CdZnSeZnS và tính chất quang phụ thuộc vao kích thước và thành phần của các QD. Chương thứ hai bao gồm các nội dung về phương phap chế tạo. Các kỹ thuật biến đổi bề mặt bằng MPA và qui trình chức năng hóa bề mặt QD với SA và gắn enzyme AChE. Chương thứ ba là trình bày kết quả về đặc trưng cấu trúc, hình dạng, kích thước, thành phần nguyên tố và tính chất quang của các loại QD đã chế tạo. Từ đó xac định loại QD tối ưu để chế tạo cảm biến. Chương thứ tư trình bày các kết quả chế tạo cảm biến dựa trên QD và enzyme AChE. Các kết quả nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số tác nhân đến cường độ huỳnh quang của cảm biến và nguyên lý để phát hiện dư lượng thuốc trừ sâu. Chương thứ năm trình bày kết quả phát hiện dư lượng một số loại thuốc trừ sâu và thử nghiệm trên lá chè.
Trang 1MỞ ĐẦU
Hiện nay, chấm lượng tử (QD) nhóm AIIBVI được nghiên cứu, chế tạo trong nước và
đã có một số định hướng ứng dụng thực tế Tuy nhiên, việc ứng dụng QD để làm cảm biến huỳnh quang phát hiện nhanh dư lượng thuốc trừ sâu chưa được tập trung nghiên cứu
Với những lý do đó, chúng tôi đã lựa chọn tên đề tài luận án là “Nghiên cứu chế tạo và tính chất của các nano tinh thể bán dẫn cấu trúc nhiều lớp CdSe/ZnSe/ZnS được chức năng hóa bề mặt nhằm ứng dụng chế tạo cảm biến huỳnh quang xác định một số loại thuốc trừ sâu”
Trong bản luận án này, chúng tôi nghiên cứu chế tạo các QD CdSe/ZnSe/ZnS và CdZnSe/ZnS Sau đó chế tạo các cảm biến huỳnh quang nhằm phát hiện dư lượng một số loại thuốc trừ sâu thuộc nhóm lân hữu cơ (organophosphates - OP), carbamate, neonicotinoids, cúc tổng hợp (pirethroit) và thuốc trừ sâu sinh học
Ý nghĩa khoa học của luận án
Đã chế tạo thành công các loại QD CdSe/ZnS, CdSe/ZnSe/ZnS, và CdZnSe/ZnS Thành công trong việc biến đổi bề mặt các QD này với MPA
Đã nghiên cứu phổ hấp thụ và phổ phát xạ theo chiều dày lớp vỏ bọc, thành phần chất cấu tạo QD hai thành phần, QD ba thành phần
Đã khai thác ứng dụng được tính chất của QD hai và ba thành phần, kết hợp với tác nhân sinh học và đề xuất cơ chế giải thích sự thay đổi cường độ huỳnh quang của cảm biến
Bố cục của luận án
Luận án gồm 130 trang, 80 hình, và 09 bảng, chia thành các phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và 05 chương Nội dung cụ thể như sau:
Chương thứ nhất giới thiệu về các QD cấu trúc lõi và lõi/vỏ đa lớp CdSe/ZnS,
CdSe/ZnSe/ZnS, CdZnSe, CdZnSe/ZnS và tính chất quang phụ thuộc vào kích thước và thành phần của các QD
Chương thứ hai bao gồm các nội dung về phương pháp chế tạo Các kỹ thuật biến đổi bề
mặt bằng MPA và qui trình chức năng hóa bề mặt QD với SA và gắn enzyme AChE
Chương thứ ba là trình bày kết quả về đặc trưng cấu trúc, hình dạng, kích thước, thành
phần nguyên tố và tính chất quang của các loại QD đã chế tạo Từ đó xác định loại QD tối
ưu để chế tạo cảm biến
Chương thứ tư trình bày các kết quả chế tạo cảm biến dựa trên QD và enzyme AChE
Các kết quả nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số tác nhân đến cường độ huỳnh quang của cảm biến và nguyên lý để phát hiện dư lượng thuốc trừ sâu
Chương thứ năm trình bày kết quả phát hiện dư lượng một số loại thuốc trừ sâu và thử
nghiệm trên lá chè
Trang 2Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NANO TINH THỂ BÁN DẪN
VÀ CẢM BIẾN SINH HỌC HUỲNH QUANG
1.1 Giới thiệu chung về nano tinh thể bán dẫn
Cấu trúc QD đã được nghiên cứu và ảnh các mẫu QD hai và ba thành phần và mẫu thực do nhóm chúng tôi chế tạo được mô tả trên hình 1.1
Hình 1.1 Minh họa của các QD cấu trúc lõi và lõi/vỏ có bước sóng phát xạ thay đổi theo
kích thước (a) , và ảnh QD CdSe (b) và CdZnSe (c) của nhóm nghiên cứu đã chế tạo
1.2 Chấm lượng tử bán dẫn cấu trúc lõi/vỏ đa lớp
Sự nhấp nháy huỳnh quang là một hạn chế lớn đối với việc ứng dụng các QD Do vậy,
có thể hạn chế hiện tượng này bằng cách: bọc một lớp vỏ vô cơ dày xung quanh lõi QD hai thành phần để cô lập hàm sóng của lõi với bề mặt và môi trường xung quanh Hoặc chế tạo các QD ba thành phần
1.2.1 Chấm lượng tử bán dẫn hai thành phần CdSe/ZnS và CdSe/ZnSe/ZnS
Độ bền quang và QY có thể được cải thiện bằng việc bọc QD bằng một hay nhiều lớp
vỏ là chất bán dẫn có độ rộng vùng cấm lớn hơn, tạo ra các tinh thể có cấu trúc lõi/vỏ hoặc lõi/đệm/vỏ
Lớp đệm ZnSe có độ dày tối ưu là 2 ML Hạn chế tốt các khuyết tật tại mặt biên tiếp giáp của hai pha tinh thể CdSe và ZnS
1.2.2 Chấm lượng tử ba thành phần CdZnSe/ZnS
QD ba thành phần ZnxCd1-xSe có thể điều chỉnh ánh sáng phát xạ bằng việc thay đổi kích thước hoặc thành phần các đơn chất Có thể chế tạo ra các QD ba thành phần phát xạ từ vùng xanh tới đỏ, hiện tượng nhấp nháy huỳnh quang giảm
1.3 Giới thiệu chung về cảm biến huỳnh quang dựa trên chấm lượng tử
1.3.1 Cấu tạo cảm biến huỳnh quang dựa trên QD và enzyme
Cảm biến huỳnh quang gồm ba thành phần (hình 1.17): i) một vật liệu có tính chất
chuyển đổi tính chất huỳnh quang (QD: CdSe/ZnS, CdSe/ZnSe/ZnS, CdZnSe/ZnS) ii) chất
cảm biến dò tìm để tạo ra sự thay đổi huỳnh quang, đó là enzyme AChE gắn lên chất chuyển
Trang 3đổi là QD iii) chất chỉ thị ở đây là ATCh (S) sẽ được biến thành sản phẩm (P) khi có sự xúc tác của enzyme Tín hiệu vào là ánh sáng kích thích, tín hiệu ra ở đây là cường độ huỳnh quang của cảm biến chứa QD
Hình 1.12 Sơ đồ cấu trúc của một cảm biến
sinh học huỳnh quang
Hình 1.17 Mô hình một cảm biến huỳnh quang
dựa trên QD và AChE h 1.17 Mô hình một cảm biến huỳnh quang dựa trên QD và AChE
- Đầu thu sinh học: Enzyme acetylcholinesterase (AChE)
- Bộ phận chuyển đổi tín hiệu: QD
Chương 2 PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO NANO TINH THỂ BÁN DẪN CẤU TRÚC NHIỀU LỚP VÀ CÁC KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM
2.1 Qui trình chế tạo chấm lượng tử CdSe/ZnSe/ZnS
Hình 2.2 Sơ đồ các bước chế tạo chấm lượng tử CdSe/ZnSe/ZnS
i i
i
i i i
i
Trang 42.2 Phương pháp chế tạo chấm lượng tử ba thành phần CdZnSe/ZnS
2.2.1 Qui trình chế tạo chấm lượng tử CdZnSe
2.2.2 Qui trình bọc vỏ ZnS cho QD lõi CdZnSe
Hình 2.4 Sơ đồ các bước bọc vỏ
ZnS cho lõi CdZnSe
Hình 2.3 Quy trình chế tạo các QD CdZnSe
Kết luận chương 2
Đã khảo sát và tìm ra phương pháp tối ưu chế tạo QD hai thành phần cấu trúc lõi CdSe, lõi/vỏ CdSe/ZnS, lõi/đệm/vỏ CdSe/ZnSe/ZnS và QD ba thành phần cấu trúc lõi CdZnSe và lõi/vỏ CdZnSe/ZnS trên cơ sở tiêm nóng các tiền chất cơ kim
Đã trình bày một cách tóm tắt về nguyên lý của các kỹ thuật thực nghiệm đã được sử dụng trong các nghiên cứu của luận án Đó là các phương pháp: chụp ảnh TEM, nhiễu xạ tia
X, phân tích thành phần nguyên tố EDS, phương pháp đo phổ hấp thụ, xác định kích thước, nồng độ của chấm lượng tử, phương pháp ghi phổ huỳnh quang, đo hiệu suất lượng tử và khảo sát đường cong huỳnh quang tắt dần và thời gian sống của mức exciton cơ bản 1SeSh3/2
Chương 3 CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA CÁC CHẤM LƯỢNG TỬ
BÁN DẪN HAI VÀ BA THÀNH PHẦN CẤU TRÚC NHIỀU LỚP
3.1 Các tính chất của chấm lượng tử bán dẫn hai thành phần
3.1.1 Hình thái và cấu trúc tinh thể của chấm lượng tử CdSe/ZnSe/ZnS
Trang 5Các QD CdSe trong khảo sát này được chế tạo ở nhiệt độ 210oC, có kích thước trung bình khoảng 4,2
nm, lớp vỏ ZnS có chiều dày cỡ 7
nm tương ứng với ~ 19 ML theo tính toán lượng tiền chất được bơm vào Các ảnh TEM (hình 3.1a, b, c, d) cho thấy sự phân bố kích thước khá đồng đều, hình dạng theo hai chiều khá tròn
Hình 3.1 Ảnh TEM các mẫu QD CdSe (a), CdSe/ZnSe
so với thẻ chuẩn
Giản đồ nhiễu xạ tia X của các nano tinh thể CdSe, CdSe/ZnSe 2ML và CdSe/ZnSe 2ML/ZnS được chỉ ra trên hình 3.2:
- QD CdSe có cấu trúc tinh thể đơn pha lục giác (wurtzite) (JCPDS số 08-459)
- Khi bọc thêm một lớp vỏ ZnSe 2ML, các vạch nhiễu xạ bị mở rộng, xuất hiện các vạch của pha tinh thể lục giác w-ZnSe (JCPDS số 15-0105)
- Bọc lớp vỏ ZnS với chiều dày tính theo đơn lớp (ML) tăng dần, các đỉnh nhiễu xạ dịch chuyển về phía các giá trị 2θ lớn hơn Khi bọc với 3 ML ZnS, các đỉnh nhiễu xạ tương ứng với hai pha tinh thể w-CdSe và w-ZnSe vẫn còn quan sát thấy rõ Nhưng khi bọc với 5 ML, 8 ML và 10 ML, trên giản đồ nhiễu xạ chỉ còn quan sát thấy các vạch đặc trưng cho pha tinh thể lục giác w- ZnS (JCPDS số 36-1450)
3.1.2 Tính chất hấp thụ và huỳnh quang của chấm lượng tử CdSe/ZnSe/ZnS
3.1.2.1 Phổ hấp thụ của QD CdSe/ZnS x ML và CdSe/ZnSe/ZnS x ML
Trang 6Hình 3.3 Phổ hấp thụ của các mẫu QD
CdSe/ZnSe 2ML/ZnS x ML (a), x = 2 -18 và CdSe; CdSe/ZnSe 2ML và CdSe/ZnSe 2 ML/ZnS 4,4 ML (b)
- Khi có lớp đệm ZnSe và lớp vỏ ZnS, đỉnh phổ hấp thụ nàycó xu hướng dịch về phía bước sóng dài hơn và đỉnh phổ bị mở rộng ra
- Độ dịch bờ hấp thụ giảm khi số đơn lớp là 8 ML đối với mẫu CdSe/ZnS và 4
ML đối với CdSe/ZnSe 2 ML/ZnS
- Phổ hấp thụ trên hình 3.3b cho thấy có sự dịch đỉnh hấp thụ khi QD CdSe có thêm lớp đệm ZnSe và lớp vỏ ZnS, cụ thể với các đỉnh tương ứng 530 nm, 546 nm và 586 nm
3.1.2.2 Ảnh hưởng của các lớp đệm ZnSe lên huỳnh quang của lõi CdSe
Hình 3.4 Phổ huỳnh quang
của các QD CdSe;
CdSe/ZnSe 1,5 ML; 2 ML với kích thước lõi 3,2 nm (a),và CdSe; CdSe/ZnSe 2 ML; CdSe/ZnSe 2ML/ZnS 19 ML kích thước lõi 4,2 nm (b)
- Lớp vỏ ZnSe với chiều dày lớp vỏ là 1,5 ML và 2 ML đã được khảo sát Phổ huỳnh quang đo tại nhiệt độ phòng của QD CdSe và lõi/đệm CdSe/ZnSe với kích thước lõi 4,2 nm
- Độ dày lớp đệm ZnSe 2 ML dập tắt phat xạ bề mặt tiếp giáp lõi và lớp đệm
3.1.2.3 Phổ huỳnh quang của QD CdSe/ZnSe/ZnS xML
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
T = 300 K
CdSe/ZnSe2ML/ZnS4,4ML CdSe/ZnSe2ML
CdSe
586 546
Trang 7550 600 650 700 750 0
Hình 3.6 Phổ huỳnh quang của mẫu CdSe, CdSe/ZnSe 2ML/ZnS xML với x =
0, 2, 3, 10, 13, 16, 19 (a), sự thay đổi (b), tỉ lệ tăng cường độ đỉnh huỳnh
0.00674 0.01832 0.04979 0.13534 0.36788 1
(c) (d)
Trang 84,1 1,7
45,9 41,3 38,8 33,4 36,0
19,9
5,0
CdSe/ZnS xML CdSe/ZnSe2ML/ZnS xML
Số đơn lớp vỏ ZnS (ML)
Hỡnh 3.7 Đường cong huỳnh quang tắt
dần, đo với bước súng kớch thớch 400 nm của mẫu CdSe/ZnS x ML (a), CdSe/ZnSe
2 ML/ZnS x ML (b) và đường phụ thuộc của vào số đơn lớp ZnS (c)
- QD bọc lớp vỏ ZnS, thỡ thời gian sống phỏt xạ dài ra, do lỳc này kờnh tiờu tán điện tử
do quỏ trỡnh tỏi hợp khụng phỏt xạ giảm đi, các đường cong tắt dần sẽ ớt bị dốc hơn (hỡnh 3.7a).Với mẫu CdSe/ZnS với số lớp vỏ ZnS 1; 1,6; 2,5 ML, giỏ trị thời gian sống cú giỏ trị tương ứng 11,1; 22,6; và 24,6 ns
- Thời gian sống của cỏc mẫu QD CdSe/ZnSe 2 ML/ZnS với số lớp vỏ ZnS 3; 5; 10; 13; 16; 19 ML tăng tương ứng: 5,0; 19,9; 33,4; 36,0; 38,8; 41,3 và 45,9 ns
3.1.4 Hiện tượng nhấp nhỏy huỳnh quang của chấm lượng tử CdSe/ZnSe/ZnS
Sự nhấp nhỏy huỳnh quang của mẫu CdSe; CdSe/ZnSe 2ML, CdSe/ZnSe 2 ML/ZnS 4,4 ML; CdSe/ZnSe 2 ML/ZnS 12 ML ở điều kiện nhiệt độ phũng, với nguồn kớch thớch bằng laser cú bước súng 442nm
Mẫu QD cú cấu trỳc đa lớp CdSe/ZnSe 2 ML/ZnS 19 ML là cú số QD ở trạng thỏi
“sáng” (“on”) nhiều hơn số QD “sáng” ở mẫu lừi CdSe Điều này là bằng chứng cho thấy tỏc dụng của việc bọc vỏ (hỡnh 3.9)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Thời gian trạng thái "on" (%)
3.2.1 Hỡnh dạng và cấu trỳc của cỏc nano tinh thể CdZnSe/ZnS
Với mục đớch tối ưu húa tớnh chất quang của cỏc QD, chỳng tụi đó nghiờn cứu chế tạo loại QD cấu tạo ba thành phần CdZnSe
(c)
Trang 9Hình 3.11 Ảnh các mẫu QD ba thành phần
CdZnSe/ZnSeS x ML x = 0, 2, 4, 6, phân tán
trong toluen, phát xạ dưới ánh sáng 380 nm
Hình 3.13 Ảnh TEM của mẫu
Trang 10Bảng 3.3 Kết quả phân tích thành phần nguyên tố bằng EDX
Thành phần đưa vào theo
lượng cân ban đầu
Thành phần thực tế
(EDX)
Thành phần vỏ thực tế (EDX)
Số ML
Cd0,2Zn0,8Se Cd0,31Zn0,69Se0,53
Cd0,2Zn0,8Se/ZnS 2ML Cd0,31Zn0,69Se0,96 Zn2,32S2,46 2,6 ML Cd0,2Zn0,8Se/ZnS 4ML Cd0,31Zn0,69Se1,39 Zn10,83S7,17 5,1 ML Cd0,2Zn0,8Se/ZnS 6ML Cd0,31Zn0,69Se2,1 Zn22,61S12,08 7,6 ML
3.2.2 Tính chất hấp thụ và huỳnh quang của chấm lượng tử CdZnSe/ZnS
- Tùy vào nhiệt độ chế tạo, phổ phát xạ khác nhau, từ ~550 nm tới 605 nm (hình 3.16b)
Khi được bọc lớp vỏ ZnS thì cường độ phát xạ của các mẫu đã tăng lên
Hình 3.16Phổ hấp thụ (a) và phổ huỳnh quang được kích thích bằng ánh sáng có
bước sóng 380 nm (b) của mẫu lõi Cd 0.2 Zn 0.8 Se và lõi/vỏ CdZnSe/ZnS x ML, x = 2,
4, 6, chế tạo ở nhiệt độ 280 o C
3.2.3 Huỳnh quang tắt dần và nhấp nháy huỳnh quang của chấm lượng tử CdZnSe/ZnS
Hình 3.19 Cường độ vết thời gian độ phân giải 100 ms của bốn nano tinh thể khác
nhau của các mẫu lõi Cd 0.2 Zn 0.8 Se và lõi/vỏ CdZnSe/ZnS x ML, x = 2, 4, 6, (a), và tỉ lệ thời gian ở trạng thái “on” (b)
(a)
(b)
Trang 11Trung bình, mỗi nano tinh thể ở trạng thái “on” hơn 35% thời lượng Đặc biệt, có 1/3
số nano tinh thể có khoảng thời gian “on” hơn 50% và khoảng 1/3 số tinh thể có thời gian
“on” nhỏ hơn 20%
Kết luận chương 3
Đã chế tạo được các QD CdSe/ZnS với độ dày lớp vỏ thay đổi từ 1 đến 14 ML, CdSe/ZnSe/ZnS với lớp vỏ trong từ 2 đến 18 ML, CdZnSe và CdZnSe/ZnS x MLvới x=1-6
ML Các mẫu nói trên đều phát quang mạnh, hiệu suất lượng tử lên đến khoảng 34%
Giản đồ nhiễu xạ tia X của các loại QD nói trên cho thấy chúng kết tinh đơn pha tinh thể
Bằng cách khảo sát phổ hấp thụ và phát xạ của các loại QD nói trên, đãthấy rằng việc bọc thêm lớp đệm ZnSe và lớp vỏ ZnS thì làm giảm được phát xạ bề mặt và làm tăng cường
độ huỳnh quang nội tại của mẫu QD với số lớp đệm ZnSe 2 ML và số lớp vỏ ZnS khoảng 4
ML hoặc trong khoảng 8 – 14 ML có cường độ huỳnh quang tăng mạnh và ổn định về vị trí và độ bán rộng đỉnh phát xạ
Đã chế tạo được QD ba thành phần CdZnSe và QD cấu trúc lõi/vỏ CdZnSe/ZnS Chúng có kích thước khá đồng đều trong khoảng ~ 5-6 nm Giản đồ nhiễu xạ cho thấy cấu trúc lõi CdZnSe
có cấu trúc lập phương giả kẽm Vị trí đỉnh nhiễu xạ nằm ở giữa vị trí đỉnh của bán dẫn khối CdSe và ZnSe Khi bọc vỏ ZnS cho lõi CdZnSe, đỉnh nhiễu xạ dịch chuyển về phía góc lớn hơn
so với lõi CdZnSe, và thể hiện pha kết tinh của ZnS Kết quả phân tích cho thấy sự có mặt của
Zn, Cd, Se trong các mẫu CdZnSe
Hiệu ứng nhấp nháy huỳnh quang đã giảm đi đối với mẫu là QD bọc vỏ, đối với cả hai loại QD hai và ba thành phần Loại QD CdSe/ZnSe/ZnS có thời gian “on” dài nhất và thời gian “off” ngắn nhất so với các mẫu QD hai thành phần khác Loại QD ba thành phần CdZnSe/ZnS 6 ML có tỉ lệ thời gian “on” cao
Tùy thuộc vào nhiệt độ chế tạo, đã thu được cácmẫu QD ba thành phần có phổ phát xạ khác nhau, từ ~550 nm tới 605 nm Khi được bọc lớp vỏ ZnS với số đơn lớp tăng thì cường
độ phát xạ của các mẫu đã tăng lên, với số đơn lớp từ 1 – 8 ML cường đồ tăng mạnh, khi số đơn lớp 8 – 14 ML, thì cường độ huỳnh quang có xu hướng ổn định Đây là cơ sở để lựa chọn loại QD dùng để chế tạo cảm biến
Chương 4 CHẾ TẠO CẢM BIẾN SINH HỌC SỬ DỤNG CÁC CHẤM LƯỢNG TỬ
CẤU TRÚC NHIỀU LỚP ĐƯỢC CHỨC NĂNG HÓA 4.1 Biến đổi bề mặt các nano tinh thể bằng MPA
QD được biến đổi bề mặt bằng cách trao đổi ligand với các phân tử nhóm carboxyl COOH) của 3- acid mercaptopropionic (MPA), cho phép ta thu được các QD phân tán rất
(-tốt trong nước và có thể sử dụng rất dễ dàng trong những ứng dụng y sinh học
Trang 12kt = 488 nm, T = 300 K
- Cường độ huỳnh quang chỉ giảm đi khoảng 10,5% so với QD phân tán trong môi trường CHCl3 sau chế tạo
4.2 Chức năng hóa bề mặt các chấm lượng tử bằng SA và enzyme AChE
Hình 4.5 Sơ đồ các bước gắn SA cho
Trang 13điện tích và trở nên mang điện âm Đây là quá trình ion hóa (-COOH-) Enzyme trong môi trường trung tính cũng mang điện tích âm [140], nên rất khó để gắn được chúng lên trên bề mặt QD Do vậy, phải gắn SA lên bề mặt QD nhờ tương tác tĩnh điện và sau đó gắn enzyme nhờ liên kết sinh học AChE được gắn kết với SA thông qua liên kết avidin –
kt = 442 nm
T = 300K
10 9 8 7 6
5 4 3 2 1
Hình 4.7 Phổ huỳnh quang của loạt mẫu CdSe/ZnSe/ZnS-ATCh với nồng độ ATCh
thay đổi (2-20mmol/l) (a), sự phụ thuộc của cường độ huỳnh quang vào nồng độ
4.5 Ảnh hưởng của thuốc trừ sâu lên huỳnh quang của QD
Hình 4.8 Phổ huỳnh quang của QD
CdSe/ZnSe 2 ML/ZnS 4,4 ML khi có thuốc trừ sâu parathion methyl và
acetamiprid nồng độ 5 ppm
Lượng thuốc trừ sâu trong giới hạn nồng độ cỡ ppm không ảnh hưởng đến cường độ
huỳnh quang của QD trong nước, khi không có AChE và ATCh
KT= 488 nm
QD: CdSe/ZnSe 2ML/ZnS 4,4ML
QD QD-Acetam iprid QD-Parathion m ethy l
