נקודות קוונטיות קומפקטיות להדמית מולקולה בודדה

Summary

אנו מתארים את ההכנה של נקודתי קוונטיות colloidal עם גודל הידרודינמית ממוזער עבור דימות פלואורסצנטי מולקולה בודדה. בהשוואה לנקודות קוונטיות קונבנציונליות, חלקיקים אלה הם בגודל דומים לחלבונים כדוריים ומותאמים לבהירות מולקולה בודדה, יציבות נגד photodegradation, והתנגדות לקשירה לא ספציפית לחלבונים ותאים.

Abstract

הדמיה יחידה מולקולה היא כלי חשוב להבנת המנגנונים של תפקוד biomolecular ולהמחשת הטרוגניות מרחב ובזמן של התנהגויות מולקולריות שבבסיס ביולוגיה תאית ^1-4. לתמונת מולקולה בודדה של עניין, זה בדרך כלל מוצמד לניאון תג (צבע, חלבון, חרוז, או נקודה קוונטית) ונצפה עם השתקפות מיקרוסקופ הפנימי epifluorescence או מלא פלואורסצנטי (TIRF). אמנם צבעים וחלבוני ניאון היו עמוד התווך של דימות פלואורסצנטי במשך עשרות שנים, הקרינה שלהם אינה יציבה תחת נתיבים גבוהים פוטון דרושים כדי להתבונן מולקולות בודדות, מניב רק כמה שניות של התבוננות לפני האובדן מוחלט של אות. חרוזים וחרוזי לטקס צבע כותרת-לספק יציבות אות השתפרה אבל על חשבון גודל הידרודינמית דרסטי גדול יותר, שיכול לשנות deleteriously דיפוזיה וההתנהגות של המולקולה נחקרת. ntent "> נקודות קוונטיות (QDs) מציע איזון בין שני משטרים הבעייתיים אלה. חלקיקים אלה מורכבים מחומרים מוליכים למחצה ויכולים להיות מהונדס בגודל hydrodynamically קומפקטי עם עמידות יוצאת דופן לphotodegradation ^5. כך בשנים האחרונות QDs היה גורם חשוב במאפשר תצפית ארוכת טווח של התנהגות macromolecular המורכבת ברמת המולקולה הבודדה. עם זאת חלקיקים אלה עדיין נמצאו להפגין דיפוזיה מולקולריות לקויה בסביבות צפופות כגון ציטופלסמה התאית ועצבית סינפטית שסועה, בו הגדלים שלהם עדיין גדולים מדי ^{4,6 , 7.}

לאחרונה יש לנו מהונדסים הליבות וציפויי פני שטח של QDs לגודל הידרודינמית ממוזער, תוך איזון קיזוז ליציבות colloidal, photostability, בהירות, ומחייב לא ספציפי שהפריע את התועלת של QDs הקומפקטי ^ב8,9 העבר. מטרת מאמר זה היא להראותהסינתזה, שינוי, והאפיון של nanocrystals אופטימיזציה אלה, מורכבים ממ"כ _x Cd ליבת _1-x Se alloyed מצופה בבידוד Cd _{y 1-y} Zn S קליפה, נוסף מצופה בפולימר יגנד multidentate שונה עם פוליאתילן גליקול הקצרה ( PEG) שרשרות (איור 1). לעומת nanocrystals CdSe הקונבנציונלי, כספית _x Cd סגסוגות _1-x Se מציעות תשואות גבוהות יותר של קוונטי פלואורסצנטי, פלואורסצנציה באורכי גל אדומים וקרובים אינפרא אדום לאות לרעש משופר בתאים, ועירור בתחום האור הנראה אינם ציטוטוקסיות. ציפויים פולימריים Multidentate להיקשר אל פני שטח ננו בקונפורמציה סגורה והשטוחה כדי למזער את הגודל הידרודינמית, וPEG מנטרל את מטען המשטח כדי למזער מחייבים לא ספציפית לתאים וביומולקולות. התוצאה הסופית היא ננו מאור ניאון עם פליטה בין 550-800 ננומטר וגודל הידרודינמית כמעט מוחלט 12 ננומטר. זה ביםטווח גודל ame כמו חלבונים רבים מסיסים בתאים כדוריים וקטנים באופן משמעותי מQDs PEGylated הקונבנציונלי (25-35 ננומטר).

Protocol

ההליכים כרוכים בטכניקות הבאים סינתזת אוויר ללא תקן ושימוש ב/ סעפת גז אינרטי ואקום; המתודולוגיה מפורטת ניתן למצוא בהפניות 10 ו 11. MSDS לכל החומרים רעילים ודליקים יש להתייעץ לפני השימוש ותרכובות כל דליקות ו / או אוויר בלתי יציבות יש aliquoted לתוך צלוחיות מחיצה אטומות בתא הכפפות או בתיק כפפה.

1. סינתזה של Selenide קדמיום מרקורי (הכספי _x Cd _1-x Se) ליבות נקודה קוונטית

1. הכן את פתרון M 0.4 הסלניום בtrioctylphosphine (למעלה). הוסף סלניום (0.316 גרם, 4 mmol) לבקבוק 50 מ"ל 3-צוואר, אז לפנות ולמלא עם הארגון באמצעות קו Schlenk. בתנאים נטולי אוויר (חנקן יבש או אווירת ארגון), להוסיף TOP וחום מ"ל 10-100 ° C תוך ערבוב 1 השעה להניב פתרון ברור, חסר צבע. לקרר את הפתרון לטמפרטורת חדר ולהגדיר את הבקבוק בצד.
2. לבקבוק 250 מ"ל 3-צוואר, להוסיף תחמוצת קדמיום (CDO 0.0770 גרם, 0.6 mmol), tetradecylphosphonic חומצה (TDPA, 0.3674 גרם, 1.32 mmol), וoctadecene (יודה, 27.6 מ"ל), ולפנות את הפתרון באמצעות קו Schlenk תוך ערבוב. הגדל את הטמפרטורה ל 100 מעלות צלזיוס, ולפנות ל15 דקות נוספות כדי להסיר זיהומי נקודת רתיחה נמוכה.
3. תחת ארגון או גז חנקן, מחמם את התערובת עד 300 מעלות צלזיוס במשך שעה 1 לפרק CDO באופן מלא. הפתרון ישתנה מצבע אדמדם לצלול וחסרי צבע. לקרר את הפתרון לטמפרטורת חדר.
4. הוסף hexadecylamine (HDA, 7.0 גר ') לפתרון קדמיום, חום עד 70 מעלות צלזיוס, ולהתפנות. ברגע שלחץ תמידי להשגה, להגביר את הטמפרטורה ל 100-110 מעלות צלזיוס וריפלוקס הפתרון למשך 30 דקות. לעבור את שסתום קו Schlenk לגז אינרטי ולהכניס את הצמד התרמי ישירות לפתרון.
5. בתנאים נטולי אוויר, להוסיף diphenylphosphine (DPP, 100 μl) לפתרון ולהעלות את הטמפרטורה של 310 ° C. הסר 7.5 מ"ל של הפתרון 0.4 מ 'TOP-Se(סלניום mmol 3) במזרק פלסטיק חד פעמי מצורף מחט מד 16.
6. ברגע שטמפרטורת equilibrates ב310 מעלות צלזיוס, להגדיר את בקר הטמפרטורה ל 0 מעלות צלזיוס, ובזריזות להזריק פתרון TOP-Se ישירות לתוך פתרון קדמיום. הפתרון ישתנה מחסרי צבע לצהוב כתום והטמפרטורה תהיה ירידה במהירות ולהגדיל שוב ל ~ 280 ° C. לאחר 1 דקות של תגובה, הסר את הבקבוקון ממעטפת החימום ומהירות מגניבה עם זרם של אוויר עד שהטמפרטורה היא פחות מ 200 ° C.
7. כאשר הטמפרטורה מגיעה ל ~ 40 ° C, לדלל עם 30 המ"ל הקסאן, רוב מבשר קדמיום הנותר יהיה ליישב מחוץ לפתרון. הסר משקע זה על ידי צנטריפוגה (5000 XG, 10 דקות).
8. בכל אחד מצינור 6 50 מ"ל פוליפרופילן חרוטי צנטריפוגה, לדלל 12 מ"ל של פתרון ננו הגולמי עם אצטון 40 מ"ל, צנטריפוגה (5000 XG למשך 10 דקות), ובזהירות למזוג ולהשליך supernatant.
9. ממס את nanocrכדורי ystal בקסאן (25 מיליליטר נפח כולל). חלץ את הפתרון הזה 3 פעמים עם נפח שווה של מתנול, שמירת השלב העליון. לחילוץ השלישי, הנפח של מתנול יכול להיות מותאם ל~ 15 מ"ל כדי להשיג פתרון הקסאן מרוכז של QDs CdSe הטהור בבערך 200 מיקרומטר. התשואה האופיינית של התגובה הזו היא 3 μmol של nanocrystals CdSe בקוטר של 2.3 ננומטרים (50-60 תשואת תגובת%).
10. לקבוע את הקוטר וריכוז ננו על ידי מדידת ספקטרום בליעת UV-VIS ויעוץ בטבלה המידות לגוף של Mulvaney ועמיתים לעבודה ¹² ומתאמי הכחדת Bawendi ועמיתים לעבודה ^13. ראה נספח לפרטים.
11. חילופי קטיון מרקורי: את nanocrystals ניתן להחליף עם כספית באופן חלקי לאדום להעביר את הבליעה ופליטת קרינה. מערבב יחד במטרה הבאה בבקבוקון 20 מיליליטר זכוכית עם stirbar (התגובה הזו עשויה להיות מדורגת כרצויה): 3 המ"ל הקסאן, 2 מיליליטר כלורופורם, Cd מיקרומטר 1 המ"ל 200פתרון Se QD (200 nmol), oleylamine 15 μl (OLA), ו500 μl של פתרון 0.1 מ 'מהמ"כ (OT) ₂ בכלורופורם. מרקורי octanethioate (HgOT ₂₎ יכול להיות מוכן על ידי מגיב יצטט כספית וoctanethiol במתנול (ראה נספח). ככל שמתקדם תגובת exchange קטיון, ההיקף אדום המשמרת עשוי להיות במעקב עם ספקטרופוטומטריה ספיגת UV-Vis. לאחר שלהקת הקליטה הרצויה הושגה, מדידת הבליעה של פתרון ננו ב 350 ננומטר ולקבוע מקדם ההכחדה החדשה, בהנחה שריכוז ננו לא השתנה (30.7 מיקרומטר בדוגמה זו). להרוות את התגובה על ידי הסרת כספית unreacted: להוסיף 5 המ"ל decane, הקסאן 10 מ"ל, ומתנול מ"ל 7 ולחלץ פתרון, שמירת השלב העליון המכיל את nanocrystals. לחלץ עוד פעמים בקסאן ומתנול, ולהתאים את עוצמת הקול של מתנול, כך שהשלב העליון הוא ~ 7 מ"ל. אם השלבים הם איטיים להפריד, הפתרון עשוי להיות centrifuged (5000 XG,10 דקות). הוסף TOP 100 μl, OLA 100 μl, וחומצה אולאית 100 μl לnanocrystals אחרי אצטון מ"ל 40 כדי לזרז ירידת משקעים. לאסוף את nanocrystals באמצעות צנטריפוגה ולפזר בקסאן 3 מ"ל. צנטריפוגה שוב כדי להסיר את הרכיבים מסיסים ולקבוע את ריכוז ננו שוב, תוך שימוש במקדם ההכחדה החדש ב 350 ננומטר. אפשר פתרון ננו לגיל במשך לפחות 24 שעות בטמפרטורת חדר לפני שתמשיך לשלב הבא.

2. צמיחה של אבץ גופריתי קדמיום (Cd _y Zn _1-y S) Shell

1. הכן 0.1 פתרונות מבשרים פגז ז 50 מיליליטר צלוחיות 3-עורפות. קדמיום מבשר: מימה קדמיום יצטט (230.5 מ"ג, mmol 1) ו 10 המ"ל oleylamine (OLA). מבשר אבץ: אבץ יצטט (183.5 מ"ג, mmol 1) 10 מ"ל ואולה. מבשר גופרית: גופרית (32.1 מ"ג, mmol 1) ו 10 מ"ל יודה. תחת ואקום, חום כל פתרון לריפלוקס לשעות 1 עד להניב פתרונות ברורים, ואז אקח עם ארגון. פתרון הגופרית עלוללהיות מקורר לטמפרטורת חדר, אבל מבשרי קדמיום ואבץ נשמרים על כ 50 ° C. חישובים של כמויות מבשרות מעטפת ניתן למצוא בהתייחסות 14.
2. הוסף לבקבוק 3-צוואר: המ"כ _x Cd _1-x Se QDs (120 nmol, 2.3 קוטר ננומטר), יודה (2 מ"ל), וtrioctylphosphine תחמוצת (topo, 250 מ"ג). לפנות את הקסאן בטמפרטורת חדר באמצעות קו Schlenk. הגדל את הטמפרטורה ל 100 מעלות צלזיוס וריפלוקס במשך 15 דקות. שנה את שסתום קו Schlenk לארגון או גז חנקן ולהכניס את הצמד התרמי בפתרון ננו.
3. הגדל את הטמפרטורה עד 120 המעלות צלזיוס, להוסיף 0.5 monolayers של פתרון מבשר גופרית (140 μl), ולאפשר את התגובה כדי להמשיך במשך 15 דקות. aliquots הקטן (<50 μl) ניתן להסיר באמצעות מזרק זכוכית ועוקבת אחר ההתקדמות של התגובה באמצעות פלואורסצנטי ו / או ספקטרופוטומטריה ספיגת UV-Vis. הגדל את הטמפרטורה עד 140 מעלות צלזיוס, להוסיף 0.5 monolayers של פתרון מבשר קדמיום (140 μl), ולאפשר לתגובה כדי להמשיך במשך 15 דקות. הוסף 500 נטולי מי אולה לפתרון תגובת μl.
4. ב160 ° C להוסיף 0.5 monolayers של פתרון מבשר גופרית (220 μl) ואחריו כמות שווה של פתרון מבשר אבץ ב 170 ° C עם 15 דקות בין כל הוספה. אז ב 180 מעלות צלזיוס להוסיף 0.25 monolayers של פתרון מבשר אבץ במרווחים של 15 דקות פתרון מבשר גופרית (150 μl) ו.
5. לקרר את הפתרון לטמפרטורת חדר ושוב לחשב מקדם הכחדה חדשה לחלקיקים אלה באמצעות ספקטרום UV-Vis, בהנחה שמספר nanocrystals לא השתנה (120 nmol בפתרון 3.8 מיליליטר תגובה). אחסן את פתרון התגובה כתערובת גולמית במקפיא; את nanocrystals עשוי להיות מופשר ומטוהר במידת צורך תוך שימוש באותה השיטה שתוארה בסעיפי 1.8 ו -1.9.
6. את nanocrystals ניתן לאפיין באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים, ספקטרוסקופיה קליטת UV-Vis ו קרינת ספקטרוסקופיה. תשואת קוונטים יכולה להיותמחושב לחלוטין באמצעות שילוב או תחום יחסית בהשוואה לתקן ידוע בשיטות של 15 הפניה.

3. העברת שלב

1. הוסף מטוהר ליבה / קליפה הכספי _x Cd _1-x Se / CD _y Zn _1-y S QDs (5 מ"ל, 20 מיקרומטר) לבקבוק 50 מ"ל 3-צוואר ולהסיר הקסאן תחת ואקום גבוה להניב סרט יבש. מלא את הבקבוק בארגון, להוסיף נטול המים פירידין (3 מ"ל) לסרט nanoparticle וחום slurry עד 80 ° C. במשך 1-2 שעתי החלקיקים יתמוססו באופן מלא.
2. הוסף 1-thioglycerol (מ"ל 1) לפתרון ומערבב במהירות של 80 מעלות צלזיוס למשך 2 שעות. לאחר מכן לקרר את הפתרון לטמפרטורת חדר ולהוסיף triethylamine (0.5 מ"ל) לdeprotonate thioglycerol. מערבב למשך 30 דקות. הפתרון עשוי להיות עכור לאחר התוספת של triethylamine בשל המסיסות הגרועה של nanocrystals הקוטבי בתערובת ממס זה.
3. להעביר את הפתרון להמשך QD 50 מיליליטר חרוטי צנטריפוגה צינורaining תערובת של הקסאן 20 מ"ל ואצטון מ"ל 20, ומערבב היטב. מבודד את nanocrystals זרז באמצעות צנטריפוגה (5000 XG, 10 דקות), ולשטוף את הגלולה עם אצטון.
4. ממס את QD גלול ב DMSO (5 מ"ל) עם sonication אמבטיה, ולאחר מכן צנטריפוגה (7000 XG, 10 דקות) כדי להסיר אגרגטים אפשריים. לקבוע את ריכוז nanoparticle מספקטרום ספיגת UV-Vis. פתרון זה של QDs הטהור יש להשתמש במרחק של עד 3 שעות, כמו thiols המשטח יכול להתחמצן לאט בתנאי סביבה באוויר.
5. לדלל את תמיסת QD עד 10 מיקרומטר או פחות עם DMSO ולהעביר לבקבוק מ"ל 50. הכן את פתרון 5 מ"ג / מ"ל ​​של חומצת polyacrylic thiolated (סינתזה המפורטת בנספח) בDMSO. הוסף פולימר הפתרון (0.15 מ"ג לפולימר nmol QDs) dropwise לפתרון QD תוך הערבוב ודגת הפתרון בטמפרטורת חדר למשך 5 דקות.
6. לטהר את פתרון QD / פולימר עם ארגון וחום עד 80 מעלות צלזיוס למשך 90 דקות. לאחר מכן לקרר את הפתרון לטמפרטורת חדרד dropwise להוסיף נפח שווה של borate 50 mM נתרן, 8-PH. מערבב למשך 10 דקות.
7. לטהר את QDs באמצעות דיאליזה (20 הפסקת KDA) בborate 50 mM נתרן, 8-pH, ולאחר מכן לרכז את החלקיקים באמצעות מסנן צנטריפוגלי (10 הפסקת KDA). לקבוע את הריכוז מספקטרום ספיגת UV-Vis.

4. PEG ציפוי

1. בבקבוקון זכוכית עם 4 מיליליטר stirbar, לערבב 1 QDs nmol במאגר borate עם עודף טוחן 40000 x של 750 דה monoamino-פוליאתילן גליקול (30 מ"ג, 40 μmol). אם פונקציונלי כימי ספציפי הוא שיש להוסיף את nanocrystals (למשל hydrazide או maleimide), זה עשוי להיות מוצג על ידי החלפת חלק של-PEG עם האמין-PEG אמין heterobifunctional (שבריר שומה 30% בדרך כלל עובד היטב). לדלל את תמיסת ננו ל1 מיקרומטר עם חיץ borate. תגובה זו עשויה להיות מדורגת כרצונך.
2. הכן את פתרון חדש של DMTMM (20 מ"ג, 72 μmol) בDMSO (144 μl). פתרון זה יכול להיות מחומם בקצרה under זרם של ברז מים חמים או מתחת למים באמבטיה sonicator לפזר DMTMM באופן מלא. להוסיף במהירות העולה 25,000 x טוחן של פתרון זה 0.5 מ 'DMTMM (50 μl) לפתרון QD ומערבב בטמפרטורת חדר למשך 30 דקות.
3. חזור על שלב 4.2 עוד ארבע פעמים כדי להרוות את משטח ננו עם PEG. לבסוף, להוסיף 200 μl 1 ז טריס החיץ כדי להרוות את התגובה ולטהר את nanocrystals באמצעות דיאליזה, מסננים צנטריפוגליים, או ultracentrifugation.
4. את nanocrystals עשוי להיות מנותח לmonodispersity, גודל הידרודינמית, ותשלום לפני שטח באמצעות כרומטוגרפיה נוזלית, ג'ל אלקטרופורזה agarose, ומיקרוסקופ פלואורסצנטי. כדי לקבוע את הגודל הידרודינמית והתפלגות גודל באמצעות מערכת כרומטוגרפיה נוזלית אוטומטית (GE AKTAprime פלוס), השתמש בעמודת 6 Superose, קצב זרימה של 0.5 מ"ל / דקה עם eluent חיץ PBS, וזיהוי קליטה ב260 או 280 ננומטר. השווה פעמי elution nanoparticle עם אלה של סטנדרטי משקל מולקולריים. לagarose ג'ל electrophoמתנ, להכין 0.5% agarose ג'ל בחיץ 50 mM נתרן borate (pH 8.5) או חיץ 50 mM נתרן פוספט (pH 7.4), לערבב 1 דגימות מיקרומטר עם גליצרול 10% ועומס לתוך בארות, ולהפעיל ב100 וולט למשך 30 דקות . תמונה את nanocrystals בג'ל באמצעות שרביט יד UV או transilluminator UV ולעירור קרינה. לתמונה את nanocrystals ברמת המולקולה הבודדה באמצעות מיקרוסקופ פלואורסצנטי, לדלל את החלקיקים ל -0.2 ננומטר בחיץ פוספט 10 מ"מימ, ירידה של 2.5 μl הפתרון בcoverslip זכוכית, ומניח בזהירות על coverslip 2 העליונים של חרוז נוזל להתפשט סרט בין coverslips. תמונת חלקיקי המשטח בכריכה באמצעות אובייקטיבי צמצם מספרי גבוהה (רצוי לפחות 1.40) בכל אחד ממצבי epifluorescence או TIRF עם עירור באורכי גל שבין 400-580 ננומטר ומצלמת CCD אלקטרונים ומתרבים. פרמטרי הדמיה מדויקים משתנים בין ההגדרה מיקרוסקופית.

תוצאות

איור 2 מתאר קליטת נציג וספקטרום פלואורסצנטי לnanocrystals CdSe, nanocrystals הכספית _x Cd _1-x Se לאחר חילופי קטיון, והמ"כ _x Cd _1-x Se / CD _y Zn _1-y nanocrystals S לאחר צמיחת פגז. את nanocrystals CdSe הליבה יש תשואת קוונטים של קרינה בקרבת 15% (כולל פליטה ארוכת גל מלכודת...

Discussion

בהשוואה לנקודות קונבנציונליות CdSe קוונטים, nanocrystals סגסוגת המשולשת הכספי _x Cd _1-x Se יכול להיות מכוון בגודל ובאורך גל פלואורסצנטי באופן עצמאי. הגודל נבחר לראשונה במהלך הסינתזה של ננו CdSe ליבות, ואורך גל פלואורסצנטי נבחר בצעד משני כספית קטיון חליפין, שאינו משמעות...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
שם המגיב	חברה	מספר קטלוגים	תגובות (אופציונלי)
סלניום	סיגמה אולדריץ	229865
Tri-n-octylphosphine	שטרם	15-6655	97% טהורים, לא יציב באוויר
קדמיום אוקסיד	סיגמה אולדריץ	202894	זהירות שימוש: רעיל ביותר
Tetradecylphosphonic חומצה	סינתזת PCI	4671-75-4
Octadecene	אלפא Aesar	L11004	כיתה טכנית
Hexadecylamine	סיגמה אולדריץ	H7408
Diphenylphosphine	סיגמה אולדריץ	252964	Pyrophoric
תצטט מרקורי	סיגמה אולדריץ	456012	זהירות שימוש: רעיל ביותר
1-Octanethiol	סיגמה אולדריץ	471836	ריח חזק
חומצה אולאית	סיגמה אולדריץ	W281506
יצטט אבץ	אלפא Aesar	35792
קדמיום מימה תצטט	סיגמה אולדריץ	229490	זהירות שימוש: רעיל ביותר
Oleylamine	הפישר סיינטיפיק	AC12954	לא יציב באוויר
גופרית	סיגמה אולדריץ	344621
Trioctylphosphine תחמוצת	שטרם	15-6661	99%
פירידין	VWR	EM-PX2012-6	נטול מים
Thioglycerol	סיגמה אולדריץ	M1753	ריח חזק
Triethylamine	סיגמה אולדריץ	471283	נטול מים
צינורות דיאליזה	מעבדות ספקטרום	131342	הפסקת kDa 20
מסנן צנטריפוגלי	Millipore	UFC801024	10 הפסקת kDa
Monoamino-PEG	ראפ Polymere	12 750-2	750 Da
DMTMM, 4 - (4,6-Dimethoxy-1-,3,5 triazin-2-י.ל.)-4-methylmorpholinium מימה כלוריד	אלפא Aesar	H26333
AKTAprime פלוס כרומטוגרפיה המערכת	GE Healthcare
Superose 6 10/300 GL עמודת כרומטוגרפיה	GE Healthcare	17-5172-01
Agarose, OmniPur	VWR	EM-2120
			נספח סינתזה של הכספית octanethiolate: לאט להוסיף פתרון מתנול יצטט כספית (1 EQ). לפתרון ערבוב של 1-octanethiol (3 EQ.) ואשלגן (3 EQ.) במתנול בטמפרטורת חדר. לבודד את משקע הכספית (השני) octanethiolate באמצעות סינון, לשטוף פעמים עם מתנול ופעם אחת עם אתר, ולאחר מכן יבש תחת ואקום. סינתזה של פולימר multidentate: ממס חומצת polyacrylic (1 גרם, 1773 דה) בdimethylformamide 25 מ"ל (DMF) בבקבוק 150 מ"ל של שלושה צוואר ובועה עם ארגון למשך 30 דקות. הוסף פתרון נטול מים של cysteamine (374 מ"ג, 4.87 mmol) בDMF 10 מ"ל. בטמפרטורת חדר עם ערבוב נמרץ, מוסיף diisopropylcarbodiimide נטול מים לאט (דסק"ש, 736 מ"ג, 5.83 mmol) מעל 30 דקות, ואחריו triethylamine (170 μl, 1.22 mmol), ולאפשר לתגובה כדי להמשיך במשך 72 שעות ב 60 ° C. הוסף mercaptoethanol (501 מ"ג, 6.41 mmol) כדי להרוות את התגובה, ומערבב 2 שעות בטמפרטורת חדר. הסר DMF באמצעות אידוי סיבובי ולבודד את הפולימר בתוספת של 2:1 תערובת של אצטון קר כקרח: כלורופורם, ואחריו צנטריפוגה. ממס את הפולימר ב~ 5 מ"ל נטול מי DMF, מסנן, יזרז שוב עם דיאתיל אתר, וחזור. ייבש את המוצר תחת ואקום וחנות תחת ארגון. קביעת קוטר ליבת CdSe: מספקטרום ספיגת UV-Vis לקבוע את אורך הגל של אקסיטון השיא הראשון (λ, בננומטר), שהוא הארוך ביותר גל השיא (למשל בערך 498 ננומטר לCdSe באיור 2a), ולהשתמש שינוי הגודל של עקומת Mulvaney ועמיתים 12: קביעת ריכוז ננו CdSe: מספקטרום רקע נגרע UV-Vis של פתרון ברור אופטי של nanocrystals CdSe, לקבוע את הקליטה באורך גל 350. דילולים סידוריים יכולים לשמש כדי לקבוע אם הקליטה האופטית נמצאת בטווח הליניארי של החוק של באר. ריכוז ננו (QD, בM) ניתן לקבוע על ידי חיבור ננו הקוטר (D, בננומטר), ערך הקליטה האופטית (3sa), ואורך נתיב קובט (יב, בסנטימטר) למשוואה הבאה מ המתאם האמפירי של Bawendi ועמיתים 13: