Síntesis de Cd-libre EAD / ZnS puntos cuánticos Adecuado para aplicaciones biomédicas

Matthew A. Ellis; Giovanna Grandinetti; Katye M. Fichter

doi:10.3791/53684

Artículo de método

Síntesis de Cd-libre EAD / ZnS puntos cuánticos Adecuado para aplicaciones biomédicas

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DOI:

10.3791/53684

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6 de febrero de 2016

Matthew A. Ellis¹ , Giovanna Grandinetti² , Katye M. Fichter¹

¹Department of Chemistry, Missouri State University, ²Center for Molecular Microscopy, Leidos Biomedical Research, Inc., Frederick National Laboratory for Cancer Research

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Resumen

En este protocolo, se detalla la síntesis de puntos cuánticos (QDs) InP/ZnS libres de Cd. Los QD basados en InP están ganando popularidad debido a la toxicidad de los iones Cd²⁺ que pueden liberarse a través de la degradación de nanopartículas. Después de la síntesis, los QD se solubilizan en agua utilizando un polímero anfifílico para su uso en aplicaciones biomédicas.

Resumen

Los nanocristales fluorescentes, específicamente los puntos cuánticos, han sido una herramienta útil para muchas aplicaciones biomédicas. Para un uso exitoso en sistemas biológicos, los puntos cuánticos deben ser altamente fluorescentes y de tamaño pequeño/monodisperso. Si bien los puntos cuánticos basados en cadmio de uso común poseen estas cualidades, son potencialmente tóxicos debido a la posible liberación de iones Cd²⁺ a través de la degradación de nanopartículas. Los puntos cuánticos basados en indio, específicamente InP/ZnS, se han explorado recientemente como una alternativa viable a los puntos cuánticos basados en cadmio debido a sus características de fluorescencia y tamaño relativamente similares. La síntesis presentada aquí utiliza técnicas estándar de inyección en caliente para un crecimiento efectivo de nanopartículas; Sin embargo, las propiedades de las nanopartículas, como el tamaño, la longitud de onda de emisión y la intensidad de la emisión, pueden cambiar drásticamente debido a pequeños cambios en las condiciones de reacción. Por lo tanto, las condiciones de reacción, como la temperatura, la duración de la reacción y la concentración de precursores, deben mantenerse con precisión para producir productos reproducibles. Debido a que los puntos cuánticos no son inherentemente solubles en soluciones acuosas, también deben someterse a una modificación de la superficie para impartir solubilidad en agua. En este protocolo, se utiliza un polímero anfifílico para interactuar tanto con ligandos hidrofóbicos en la superficie del punto cuántico como con moléculas de agua solvente a granel. Aquí, se proporciona un protocolo detallado para la síntesis de puntos cuánticos InP/ZnS altamente fluorescentes que son adecuados para su uso en aplicaciones biomédicas.

Introducción

Los puntos cuánticos (QDs) son semiconductores nanocristales que exhiben propiedades fluorescentes cuando se irradian con luz ^1. Debido a su pequeño tamaño (2-5 nm), que es similar a muchas biomoléculas más grandes, y la facilidad de biofuncionalización, los puntos cuánticos son una herramienta muy atractiva para aplicaciones biomédicas. Ellos han encontrado uso en el etiquetado biológica, una sola molécula de imágenes de células vivas, la administración de fármacos, de formación de imágenes in vivo, la detección de patógenos, y el seguimiento de la célula, entre muchos otros usos ^2-8.

Los puntos cuánticos b....