Обзор литературы, Принципы получения гибридных соединений на основе квантовых точек и органических хромофоров - Свойства нейтральной формы гибридного соединения

Принципы получения гибридных соединений на основе квантовых точек и органических хромофоров

В литературе для получения соединений, обладающих контролируемой люминесценцией на основе модифицированных органическими соединениями квантовых точек в качестве лиганда обычно используются различные производные способных к обратимой фотоизомеризации веществ (фотопереключателей), таких как азобензолы [ K. M. Yeo, C. J. Gao, K. H. Ahn and I. S. Lee // Chem. Commun., 2008, 4622.], спиропираны [ R. Klajn, L. Fang, A. Coskun, M. A. Olson, P. J. Wesson, J. F. Stoddart and B. A. Grzybowski // J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 4233.], дитиенилэтены, стирилхинолины и фотоактивные белки [ Erno Z., Yildiz I., Gorodetsky B., Raymob F., Branda N. // Photochem. Photobiol. Sci., 2011, 9, 249-253., Spangenberg A., Perez J., Patra A., Piard A., Brosseau A.,

Metivier R., Nakatani K. // Photochem. Photobiol. Sci., 2010, 9, 188-193.]. Структурные изменения данных веществ при облучении светом ультрафиолетового и видимого диапазона приведены в таблице 1. Наиболее распространенными лигандами являются спиропираны, имеющие серьезный недостаток - протекание темновых реакций, в частности превращение одного изомера в другой даже в отсутствии света.

Таблица 1. Структурные изменения различных фотопереключателей.

Азобензолы

Спиропираны

Дитиенилэтены

Стирилхинолины

Для обеспечения возможности присоединения органического фотопереключателя к квантовой точке в лиганд вводится дополнительная функциональная группа - тиольная [ K. H. Shin and E. J. Shin, Bull. // Korean Chem. Soc., 2008, 29, 1259., Kaura N., Singha N., McCaughana B., Callanb J. //Sensors and Actuators B, 2010, 144, 88-91.] или пиридильная [ E. Jares-Erijman, L. Giordano, C. Spagnuolo, K. Lidke and T. M. Jovin // Mol. Cryst. Liq. Cryst., 2005, 430, 257.], либо присоединяется определенный белок (например, стрептавидин [10]), которые обеспечивают закрепление лиганда на поверхности КТ.

При синтезе гибридного соединения смесь растворов предполагаемого фотохромного лиганда и квантовой точки перемешивается в течение нескольких часов, при комнатной температуре или нагреве до кипения в инертной атмосфере. Кроме того, для стабилизации полученных частиц возможно добавление инертного лиганда к реакционной смеси [7]. Далее к смеси добавляется избыток полярного растворителя, в котором нерастворима квантовая точка, благодаря чему полученное гибридное соединение выпадает в осадок, который отделяется от маточного раствора центрифугированием и последующей декантацией. В растворе остается избыток непрореагировавшего лиганда. При необходимости очистки полученного гибридного соединения процедуру повторяют несколько раз [6].

Схематичное строение гибридного соединения QD-L и механизм управления люминесценцией приведены на рис. 2.

схематичное строение гибридного соединения qd-l и механизма управления люминесценцией

Рис. 2 Схематичное строение гибридного соединения QD-L и механизма управления люминесценцией.

Предполагаемыми механизмами тушения люминесценции квантовой точки являются резонансный перенос энергии (RET), либо фотоиндуцированный перенос электрона. Для обеспечения тушения люминесценции путем резонансного переноса энергии люминофор и лиганд должны находиться на расстоянии 1-10 нм, в случае дальнейшего пространственного разделения люминофора и тушителя значительно снижаются скорости резонансного переноса энергии и переноса электрона, из-за чего использование "больших" связок между квантовой точкой и лигандом (например белков) нежелательно. При этом, чем больше перекрывание спектра поглощения лиганда со спектром люминесценции квантовой точки, тем выше оказывается эффективность тушения путем переноса энергии [7, D. V. Kozlov and F. N. Castellano // J. Phys. Chem., 2004, 108, 10619-10622., I. L. Medintz, S. A. Trammell, H. Mattoussi and J. M. Mauro, //

J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 30-31.].

Похожие статьи




Обзор литературы, Принципы получения гибридных соединений на основе квантовых точек и органических хромофоров - Свойства нейтральной формы гибридного соединения

Предыдущая | Следующая