سنتز و مشخصه یابی نقاط کوانتومیZnO تلقیح شده با منگنز با قابلیت استفاده در سنسورهای نوری زیستی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار پژوهشکده رنگ و پلیمر، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2 دانشکده‌ مهندسی پلیمر و رنگ دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران

چکیده

نقاط کوانتومی Zn1-xOMnx به روش شیمیایی تر سنتز و اثر تلقیح یون Mn+2 بر روی خواص نوری نانوبلورهای سنتز شده بررسی گردید. به منظور کنترل اندازه ذرات در حین سنتز از طریق محدود کردن در مرحله رشد و افزایش حلالیت نانوذرات در محیط آبی و همچنین آماده شدن سطح ذرات جهت مزدوج شدن، از پوشش زیست سازگار پلی اتیلن گلایکول (PEG) استفاده شد. برای ارزیابی خواص فازی، نوری و ریزساختار نانوذرات به دست آمده و همچنین حضور گروه­های آلی بر روی سطح آنها، از آزمون­های پراش اشعه ایکس (XRD)، اسپکتروفتومتر فلورسنس (PL)، میکروسکوپ­های الکترونی عبوری (TEM) و آزمون طیف سنجی مادون قرمز (FTIR) بهره گرفته شد. نتایج آزمون پراش اشعه ایکس، تشکیل فاز بلوری اکسید روی را تائید کرده و همچنین به کمک معادله شرر اندازه بلورک­ها حدود 12 نانومتر تخمین زده شد. تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری نیز نشان­دهنده شکل کروی ذرات بوده و اندازه آنها در محدوده 30-10 نانومتر مشاهده گردید. بعلاوه، برای اطمینان از حضور گروههای آلی پلی اتیلن گلایکول که بر روی سطح نانو ذرات پوشیده شده­اند، از طیف سنجی مادون قرمز استفاده گردید. در نهایت، طیف فوتولومینسانس نقاط کوانتومی ثابت کرد که علاوه بر نوار 356 نانومتر مربوط به فاز میزبان ZnO، تلقیح یونهای Mn2+ منجر به ظهور شدن نوار جدیدی در محدوده طول موج 450-410 نانومتر، بدلیل انتقال الکترونی 4T16A1می­گردد. بنابراین، نتایج نشان داد که نمونه­های سنتز شده از لحاظ خواص نوری و لومینسنسی و اندازه ذرات و عامل­دار شدن سطح آنها، پتانسیل استفاده در سنسورهای زیستی را دارا می­باشند.

کلیدواژه‌ها


 [1]Yu W, Chang E, Drezek R, Colvin V, Water-soluble quantum dots for biomedical applications, Biochem. Biophys. Research Comm, 348, 2006, 781-786.

[2] Costa-Fernandez J, Pereiro R, Sanz-Medel A, The use of luminescent quantum dots for optical sensing, Trends in Analytical Chemistry, 25, 2006, 207-218.

[3] Gao X, Nie S, Luminescent Quantum Dots for Biological Labeling, Nanobiotechnology, 22, 2004, 343-352.

[4] Gao X, Chan W, Nie S, Quantum-dot nanocrystals for ultrasensitive biological labelling and multi color optical encoding, J. Biomed. Opt, 7, 2002, 532-537.

[5] Jamieson T, Bakhshi R, Petrova D, Pocock R, Biological applications of quantum dots, Biomater, 28, 2007, 4717-4732.

[6] Smith A, Duan H, Mohs A, Nie S, Bioconjugated quantum dots for invivo molecular and cellular imaging, Adv. Drug Deliv. Rev., 60, 2008, 1226-1240.

[7] Welsh D, Kay S, Bioluminescence imaging in living organisms, Curr. Opin. Biotechnol., 16, 2005, 73-78.

[8] Wu Y, Tok A, Boey F, Zeng X, Zhang X, Surface modification of ZnO nanocrystals, Appl. Surf. Sci., 253, 2007, 5473-5479.

[9] Mok H, Bae K, Ahn C, Park T, PEGylated and MMP-2 Specifically DePEGylated Quantum Dots: Comparative Evaluation of Cellular Uptake, Langmuir, 25, 2009, 1645-1650.

 [10] Viswanatha R, Sapra S, Gupta S, Synthesis and Characterization of Mn-Doped ZnO Nanocrystals, J. Phys. Chem. B, 108, 2004, 6303-6310.

[11] Yang Y, Jin Y, He H, Wang Q, Tu Y, Lu H, Ye Z, Dopant-Induced Shape Evolution of Colloidal Nanocrystals: The Case of Zinc Oxide, J. Am. Chem. Soc., 132, 2010, 13381-13394.

[12] Radovanovic P, Norberg N, McNally K, Gamelin D, Colloidal Transition-Metal- Doped ZnO Quantum Dots, J. Am. Chem. Soc., 124, 2002, 15192-15193.

[13] Badaeva E, Isborn C, Feng Y, Ochsenbein S, Gamelin D, Li X, Theoretical Characterization of Electronic Transitionsin Co2+ and Mn2+ Doped ZnO Nanocrystals, J. Phys. Chem. C, 113, 2009, 8710-8717.