近赤外光領域で二種の発光を示す低毒性量子ドットの作製と細胞内温度計測への応用

近红外区发射两种光的低毒量子点的制备及其在细胞内温度测量中的应用

• 批准号: 22KJ1593
• 负责人: 都澤 諒
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1593/
• 关键词: 量子ドット; 近赤外発光; バンド端発光; 欠陥発光; ナノ温度計測; 細胞温度計測; バイオイメージング

本年度は、温度依存性の異なるバンド端発光と欠陥発光を示すAg-In-Ga-S (AIGS) QDをコアとして、その発光特性を向上しつつ水への安定性を付与する新規シェル材料の探索を主に行った。まず、水に安定なランタン硫化物に着目し、NaLaS2、LaSx、Ga-La-Sをシェル材料として選択して、当研究室で開発されたAIGS@GaSxコア/シェルナノ粒子の合成法をもとにシェル合成を行った。La硫化物シェル合成の際、La前駆体としていくつかの前駆体を試し、LaCl3を用いた場合に得られる粒子の発光量子収率（QY）が高くなる傾向があることを見出した。AIGSコアナノ粒子のQYが約10~20 %であるのに対し、AIGS@NaLaS2はコアシェル化反応後にQYが5.8 %まで減少してしまったが、AIGS@LaSx、AIGS@GaLaSナノ粒子はそれぞれ22、37%まで増加し、バンド端発光の増強が確認できた。但し、配位子交換によってQD表面を親水化にした後に水に分散しようとするといずれのナノ粒子も凝集してしまい、TEM観察から粒子同士が融合しナノ粒子形状を維持していない様子が確認されたことから、La硫化物シェルでは水への安定性が不十分であることが示唆された。そこで、もう一つのシェル材料候補としてSiO2に着目した。逆ミセル法によって合成したAIGS@SiO2コア/シェルナノ粒子はメタノール中でバンド端、欠陥発光の両方を示し、QYは12 %であった。但し、こちらも水に分散しようとしたところ凝集が見られた。合成の最後で配位子末端のメトキシ基を親水性のヒドロキシ基にする加水分解反応が上手く進んでいないか、このヒドロキシ基が精製時のメタノール・エタノールによる洗浄によってアルコキシ基に変換されている可能性があり、合成・精製方法の最適化が必要である。

今年，我们将开发一种新的壳材料，以Ag-In-Ga-S（AIGS）量子点为核心，该量子点具有不同温度依赖性的带边发射和缺陷发射，以提高其发光性能并提供稳定性我主要做的是探索。首先，我们以在水中稳定的硫化镧为研究对象，选择了NaLaS2、LaSx和Ga-La-S作为壳材料，并基于本实验室开发的AIGS@GaSx核/壳纳米颗粒的合成方法。进行了合成。在合成La硫化物壳层时，我们尝试了几种前驱体作为La前驱体，发现使用LaCl3时颗粒的发射量子产率（QY）往往更高。 AIGS核纳米颗粒的QY约为10-20%，而AIGS@NaLaS2的QY在核壳反应后下降至5.8%，而AIGS@LaSx和AIGS@GaLaS纳米颗粒的QY分别为22%和22%，分别增加到 37%，证实了带边发射的增强。然而，当通过配体交换使QD表面亲水后尝试分散在水中时，所有纳米颗粒聚集，并且TEM观察证实颗粒彼此融合并且没有保持其纳米颗粒形状，这表明La硫化物壳不充分。对水稳定。因此，我们将SiO2作为另一种候选壳材料。反胶束法合成的AIGS@SiO2核/壳纳米粒子在甲醇中同时表现出带边和缺陷发射，QY为12%。然而，当试图将其分散在水中时，观察到聚集。可能是在合成结束时将配体末端的甲氧基转变为亲水性羟基的水解反应进展不顺利，或者通过用甲醇/洗涤将这个羟基转变为烷氧基。因此，有必要优化合成和纯化方法。

项目成果

Multifunctional Magnetic CuS/Gd2O3 Nanoparticles for Fluorescence/MR Bimodal Imaging-guided Photothermal-intensified Chemodynamic Synergetic Therapy of Targeted Tumors.

多功能磁性 CuS/Gd2O3 纳米颗粒，用于荧光/MR 双模成像引导的靶向肿瘤光热强化化学动力学协同治疗。

• DOI: 10.1021/acsami.2c06503
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 9.5
• 作者: Minchuan L; *Yukawa H; Sato K; Tozawa M; Tokunaga M; Kameyama T; Torimoto T; *Baba Y.
• 通讯作者: *Baba Y.

コアシェル構造AIGS@ZnGaS量子ドットの合成と発光検出型温度センサへの応用

核壳结构AIGS@ZnGaS量子点的合成及其在发光温度传感器中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: 都澤諒;亀山達矢;宮地冬;湯川博;上松太郎;桑畑進;馬場嘉信;鳥本司
• 通讯作者: 鳥本司

ナノ構造制御によるAg-Ga-S量子ドットの発光特性の変調

通过纳米结构控制调节Ag-Ga-S量子点的发光性能

• 发表时间: 2023
• 作者: 大藤秀斗;田中澪月;都澤諒;亀山達矢;上松太郎;桑畑進;鳥本司
• 通讯作者: 鳥本司

ナノ量子センサーを用いた幹細胞温度センシング技術の創製と生体への応用

使用纳米量子传感器创建干细胞温度传感技术并将其应用于生物体

• 发表时间: 2022
• 作者: 次本成立;宮地冬;湯川博;都澤諒;鳥本司;馬場嘉信
• 通讯作者: 馬場嘉信

Development of Cu-In-Ga-S quantum dots with a narrow emission peak for red electroluminescence

红色电致发光窄发射峰Cu-In-Ga-S量子点的研制

• DOI: 10.1063/5.0144271
• 发表时间: 2023
• 作者: Jiang Chang;Tozawa Makoto;Akiyoshi Kazutaka;Kameyama Tatsuya;Yamamoto Takahisa;Motomura Genichi;Fujisaki Yoshihide;Uematsu Taro;Kuwabata Susumu;Torimoto Tsukasa
• 通讯作者: Torimoto Tsukasa