سنتز نانوذرات كوانتومي CdSe/ZnS پوشيده‌شده با مركاپتوپروپيونيك‌اسيد و بررسي اثر خاموش‌سازي رنگ‌هاي آزو روي آنها

Synthesis of the MPA- Capped CdSe/ZnS Quantum Dots and Study the Quenching Effect of Azo Dyes on Them

خصوصيات منحصربه‌فرد و وابسته به اندازه نانوذرات كوانتومي از جمله گستره وسيع طيف‌هاي جذبي، طيف نشري تيز و باريك و متناسب با اندازه نانوذره، بهره كوانتومي زياد و ضريب جذب مولي بسيار زياد منجر به اين شده است كه امروزه نانوبلورهاي نيمه‌هادي نقاط كوانتومي به‌عنوان برچسب‌هاي فلورسانسي مناسبي در حوزه‌هاي مختلف فيزيك، شيمي و زيست‌شناسي استفاده گسترده‌اي پيدا كنند. در اين مطالعه در ابتدا نانوذرات كوانتومي CdSe/ZnS پوشيده‌شده با ليگاند سطحي اولئيل‌آمين با روش سنتز تزريق در دماي بالا تحت شرايط خلا و جريان نيتروژن پايدار در دماي °C320 سنتز شد. در ادامه به‌منظور بررسي اثر خاموش‌سازي رنگ‌هاي گروه آزو كه از پركابردترين و سرطان‌زاترين رنگ‌هاي شيميايي مورد استفاده در صنايع مختلف هستند روي نشر اين نانوذرات، به‌منظور سازش‌پذيري نانوذرات با محيط‌هاي آبي از تكنيك جايگزيني ليگاند سطحي مركاپتوپروپيونيك‌اسيد به‌عنوان يك ليگاند هيدروفيل مناسب در سطح نانوذرات استفاده شد. پس از تاييد سنتز درست نانوذرات CdSe/ZnS توسط ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) و استفاده از پيك‌هاي نمونه استاندارد مربوط به هسته و پوسته نانوذرات سنتزشده در طيف‌سنجي پراش پرتوي ايكس (XRD)، نتايج حاصل از مطالعات نشان داد كه رنگ مونوآزوي متيل‌رد به‌دليل هم‌پوشاني طيف جذبي‌ كه با طيف نشري اين نانوذرات دارد با كارآيي بسيار خوبي منجر به خاموش‌سازي نشر اين نانوذرات مي‌شود.

Quantum dots have received great attention for the past years as fluorescent markers for physical, chemical, and biological applications due to their unique size-dependent electrical and optical properties such as high extinction coefficient, broad absorption with narrow symmetric size-tunable fluorescent spectra, and strong resistance to photobleaching with significant luminescence quantum yield. In this study, at first the CdSe/ZnS quantum dots coated with oleylamine surface ligand were synthesized by high temperature injection method under vacuum conditions and stable nitrogen at 320°C. Then, in order to investigate the quenching effect of azo dyes, which is one of the most carcinogenic chemical colors used in various industries, on the emission of these nanoparticles, we used mercaptopropionic acid as a suitable hydrophilic ligand at the surface modification of quantum dots in the ligand exchange process as a proper aqueous phase transfer strategy. After confirming the proper synthesis of CdSe/ZnS nanoparticles by the transmission electron microscopy (TEM) test and the synthesized nanoparticle core and shell standard powder diffraction files (pdfs) in X-ray diffraction (XRD), the results of the studies showed that the methyl red due to its absorption spectrum overlapping with the emission spectrum of these quantum dots has a very powerful quenching effect on the emission of synthesized nanoparticles.