EFluorový nanokrystal - EFluor Nanocrystal
 | tento článek potřebuje další citace pro ověření. (Prosince 2015) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) |
eFluorové nanokrystaly jsou třídou fluorofory vyroben z polovodič kvantové tečky. Nanokrystaly mohou být poskytnuty buď jako primární amin, karboxylát nebo nefunkční skupiny na povrchu, což umožňuje konjugaci s biomolekulami podle výběru výzkumného pracovníka. Nanokrystaly lze konjugovat na primární protilátky které se používají pro průtoková cytometrie, imunohistochemie, mikročipy, zobrazování in vivo a mikroskopie.
Velikost
Vlastnosti optické emise nanokrystalů eFluor jsou primárně dány jejich velikostí, jak je popsáno v následující části. Při diskusi o „velikosti“ kvantové tečky je třeba vzít v úvahu alespoň dva aspekty: fyzickou velikost polovodičové struktury a velikost celé kvantové tečky skupina včetně souvisejících ligandy a hydrofilní povlak. Velikost polovodičové struktury je uvedena v tabulce níže a odráží průměr sférické kvantové tečky bez ligandů. Nanokrystaly eFluor jsou ve vodě dispergovatelné patentovaným polyethylenglykolem (KOLÍK ) lipidová vrstva, která funguje jako ochranný hydrofilní povlak kolem kvantové tečky, stejně jako redukce nespecifické vazby[1] Podle dynamický rozptyl světla měření, hydrodynamický poloměr všech nanokrystalů eFluor se pohybuje v rozmezí 10–13 nm.
| Název nanokrystalů | Emisní vlnová délka (nm) | Přibližně 1. excitace | Průměr (nm) | Molekulová hmotnost * (G⁄krtek) | Extinction * (1st Exciton, M−1 cm−1) | Složení |
|---|---|---|---|---|---|---|
| eFluor 490NC | 490 ± 3 nm | 470 | 3.4 | 13,491 | 5,95 E4 | CdSe / ZnS |
| eFluor 525NC | 525 ± 3 nm | 505 | 4.3[2] | 13,055 | 5,78 E4 | CdSe / ZnS |
| eFluor 545NC | 545 ± 3 nm | 525 | ** | 20,248 | 7,74 E4 | CdSe / ZnS |
| eFluor 565NC | 565 ± 3 nm | 550 | 4.8[2] | 27,225 | 1,05 E5 | CdSe / ZnS |
| eFluor 585NC | 585 ± 3 nm | 570 | ** | 47,559 | 1,57 E5 | CdSe / ZnS |
| eFluor 605NC | 605 ± 3 nm | 590 | 6.1[2] | 95,009 | 2,53 E5 | CdSe / ZnS |
| eFluor 625NC | 625 ± 3 nm | 610 | 7.1[2] | 205,074 | 4,58 E5 | CdSe / ZnS |
| eFluor 650NC | 650 ± 3 nm | 640 | 8.7[2] | 740,299 | 1.11 E6 | CdSe / ZnS |
| eFluor 700NC | 690 ± 10 nm | N / A | 3.8 | 115,385 | 3,24 E6 (@ 350 nm) | InGaP / ZnS |
| * Hodnoty založené na literárních vztazích.[3] | ||||||
| ** Zatím není k dispozici žádné měření | ||||||
Vlastnosti a struktura
Kvantové tečky jsou jedinečné fluorofory ve srovnání s organickými barviva, jako fluorescein nebo rodamin protože jsou složeny z polovodičových kovů, namísto π-konjugované struktury vázání uhlíku. U organických barviv byla délka kostry konjugované s π (kvantové omezení ), jakož i vedlejší skupiny (elektronový dar / výběr nebo halogeny ) mají tendenci určovat absorpční a emisní spektra molekuly. Polovodičové kvantové tečky také pracují na konceptu kvantového omezení (často označovaného jako „Částice v krabici "teorie), kde an exciton je vytvořen uvnitř krystalové mřížky incidentem foton vyšší energie. Elektron a otvor excitonu mají interakční energii, která je naladěna změnou fyzické velikosti kvantové tečky. Absorpční a emisní barvy jsou vyladěny tak, že menší kvantové tečky omezují exciton do těsnějšího fyzického prostoru a zvyšují energii. Alternativně větší kvantová tečka omezuje exciton do většího fyzického prostoru, snižuje interakční energii elektronu a díry a snižuje energii systému. Jak je uvedeno v tabulce výše, průměr kvantových teček CdSe souvisí s emisní energií tak, že menší kvantové tečky emitují fotony směrem k rozsahu modré vlnové délky (vyšší energie) a větší kvantové tečky vyzařují fotony směrem k rozsahu červené vlnové délky ( nižší energie.)
Vpravo jsou reprezentativní absorpční (modrá) a emisní (červená) spektra pro nanokrystal eFluor-605. Absorpční spektrum nanokrystalů zobrazuje řadu vrcholů překrytých na pozadí, které exponenciálně stoupá směrem k ultrafialovému záření, kde z 1S vzniká nejnižší absorpční vrchol energie3⁄2-1SE přechod,[4] a byla korelována s fyzickou velikostí kvantové tečky.[3] Obecně se označuje jako „1. exciton“ a je primární absorpční charakteristikou používanou ke stanovení velikosti i koncentrace většiny kvantových teček.
The fotoluminiscence spektra kvantových teček jsou také jedinečná v porovnání s organickými barvivy v tom, že jsou obvykle Gaussian křivky ve tvaru s č červenoocasý do spektra. Šířka fotoluminiscenčního píku představuje heterogenitu v disperzi velikosti kvantových teček, kde disperze velké velikosti povede k širokým emisním vrcholům a úzká disperze velikosti povede k úzkým emisním vrcholům, často kvantifikovaným plná šířka na polovinu maxima (FWHM) hodnota. Nanokrystaly eFluor jsou specifikovány na ≤30 nm FWHM pro CdSe nanokrystaly a ≤ 70 nm FWHM pro nanokrystaly InGaP eFluor 700.
Reference
- ^ Langer, R .; Tirrell, D.A. (1. dubna 2004). „Navrhování materiálů pro biologii a medicínu“. Příroda. 428 (6982): 487–492. doi:10.1038 / nature02388. PMID 15057821. S2CID 4361055..
- ^ A b C d E Jennings, Travis L .; Becker-Catania, Sara G .; Triulzi, Robert C .; Tao, Guoliang; Scott, Bradley; Sapsford, Kim E .; Spindel, Samantha; Eunkeu; Jain, Vaibhav; Delehanty, Jamesi. B .; Prasuhn, Duane E .; Boeneman, Kelly; Algar, W. Russ; Medintz, Igor L. (2011). "Reaktivní polovodičové nanokrystaly pro chemoselektivní bioznačení a multiplexní analýzu". ACS Nano. 5 (7): 5579–5593. doi:10.1021 / nn201050g. ISSN 1936-0851. PMID 21692444.
- ^ A b Yu, W .; Qu, L .; Guo, W .; Peng, X. (2003). "Experimentální stanovení velikosti závislých extinkčních koeficientů vysoce kvalitních CdTe, CdSe a CdS nanokrystalů". Chem. Mater. 15: 2845. doi:10,1021 / cm034081k.
- ^ Norris, DJ Bawendi (1996). "Měření a přiřazení optického spektra závislého na velikosti v kvantových tečkách CdSe". Fyzický přehled B. 53 (24): 16338–16346. doi:10.1103 / fyzrevb.53.16338. PMID 9983472.