近期，中科院合肥研究院固体所纳米材料与器件技术研究部发展了一种超快水相MoO3-x量子点合成及其氧缺陷调控的方法。通过在常温下将前驱体和配体水溶液快速搅拌混合，实现了MoO3-x量子点超快速合成(5 s),量子点的氧缺陷浓度可以通过调节配体的量来精确调控，同时量子点可以作为近红外荧光探针实现低浓度下(检测限3 nM)的过氧化氢荧光检测。相关成果发表在Nanoscale Horizons (Nanoscale Horizons, 2020, DOI: 10.1039/D0NH00394H )上。
近年来，量子点，尤其是碳量子点，由于其独特的发光特质以及良好的生物相容性，在生物荧光传感领域被广泛关注。然而，目前应用于生物传感的量子点的合成过程通常十分复杂，同时这些量子点的荧光响应大部分都处于可见光区域，该区域光的生物组织穿透能力不强，并且还会受到生物大分子的荧光干扰，这进一步限制了它的实际应用。而光组织穿透效率最高且低荧光干扰的光谱区域处在近红外区域。因此，迫切需要开发一种易于制备的近红外荧光响应的量子点材料来解决上述问题。
为此，固体所科研人员开发了一种超快速合成MoO3-x量子点的方法，将盐酸和巯基丁二酸溶液快速加入到钼酸铵溶液中，在室温下快速搅拌5秒即可得到水相MoO3-x量子点。合成的量子点具有均匀的尺寸，平均尺寸在3.5 nm到4 nm之间，其氧缺陷浓度和光性能可以通过配体的加入量来精确控制，这是由于配体中的巯基基团和羧基基团与量子点的表面竞争吸附所导致的。同时，合成的量子点在340 nm波长的光激发下有近红外770 nm左右的荧光响应，该荧光可作为近红外荧光探针检测过氧化氢，其检测限为3 nM，比目前的近红外荧光探针低一个数量级。该研究为水相量子点的合成、氧缺陷的调控以及高效的近红外荧光探针的研究提供了新的思路。
上述工作得到了国家自然科学基金等项目的支持。
文章链接：https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2020/NH/D0NH00394H#!divAbstract
图1. 不同配体量合成的MoO3-x量子点的透射电镜图、高分辨透射电镜图以及尺寸分布。
图2. 不同配体量合成的MoO3-x量子点的光吸收曲线和光学照片。
图3. 量子点的荧光强度与过氧化氢浓度线性关系以及其选择性研究。
