המחברים בתודה להכיר מהמחלקה לכימיה במכללה בוגר באוניברסיטת מיזורי סטייט על תמיכתם בפרויקט זה. אנחנו גם הכיר המעבדה המיקרוסקופית האלקטרונים במעבדה לאומית פרדריק לחקר הסרטן לשימוש של מיקרוסקופ אלקטרוני ההילוכים שלהם ורשתות מצופות פחמן.

סינתזה 1. של סולפיד אינדיום פוספיד / אבץ (InP / ZnS) Quantum Dots <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סינתזה של זרח אינדיום (InP) ליבות נקודה קוונטית <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתאים תחתית עגולה 100 מ&quot;ל, 3-צוואר, הבקבוק עם מעבה 12 אינץ &#39;. הוסף 30 מ&quot;ל oleylamine (OLA), 0.398 אינדיום גרם כלוריד (III) (כולל 3), 0.245 אבץ גרם (II) כלוריד (ZnCl 2) ומערבבים תוך פינוי ב RT באמצעות ואקום עבור שעה 1. הפתרון צריך להופיע חסר צבע עם משקע לבן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות מעטפת חימום עם תרמי ו נגזר יחסים-נפרד בקר טמפרטורה (מח&quot;ש), להעלות את הטמפרטורה של הפתרון 120 מעלות צלזיוס. לפנות הפתרון תחת ואקום במשך 20 דקות כדי להסיר זיהומי נקודת רתיחה נמוכה שעשויים להשפיע צמיחת ליבה. הערה: למרות שניתן להשתמש באמבט חול מדחום, באמצעות מעטפת חימום ו- PID מגדיל את אחידות השחזור של תוצרי התגובה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תחת גז אינרטי (למשל, N 2), רפלוקס הפתרון ולהגדיל את הטמפרטורה ל 220 מעלות צלזיוס במשך 15 דקות. כולל 3 ו ZnCl 2 להתמוסס לחלוטין, וכתוצאה מכך פתרון צהוב בהיר. אפשר הטמפרטורה לייצב במשך 10 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טהר מזרק פלסטיק חד פעמי, 3 מיליליטר ו -4 אינץ &#39;, 22 G מחט עם גז חנקן. באמצעות מזרק, מספקים במהירות 0.5 מ&quot;ל טריס (dimethylamino) phosphine (TDMAP) לפתרון כולל 3. טמפרטורת הפתרון יורדת מעט וחוזר 220 מעלות צלזיוס. שינויי הפתרון מ שקופים, צהובים חיוורים כדי אטום, שחורים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחרי 9.5 דקות, להסיר את בקבוק התגובה מן מעטפת החימום עד לטמפרטורה יורד מתחת ל -200 מעלות צלזיוס. כדי להגן על היושרה של ליבות InP, להמשיך ישירות הציפוי ZnS בשלב 1.2.1. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סינתזה של סולפיד האבץ (ZnS) כיורים נקודה קוונטית <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את בקבוק התגובה משלב 1.1.5 על מעטפת חימום ולייצב את temperature ב- C 200 °. לאט לאט מוסיפים 3.58 גרם dodecanethiol (DDT) במשך 15 שניות אל תמיסה המכילה QDs InP. אפשר פתרון להגיב למשך שעה 1. הערה: עובי הקליפה ZnS ניתן לשנות על ידי הגדלת או הקטנת כמות stearate אבץ הוסיף בשלב 1.2.4. לשנות את כמות ZnCl 2 או dodecanethiol בצעדים 1.1.1 1.2.1 יכול להשפיע על איכות QDs משמעותי על ידי שינוי קינטיקה התגובה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן, להסיר את בקבוק התגובה מן מעטפת החימום ולאפשר הפתרון להתקרר כ -60 מעלות צלזיוס. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר פתרון InP / ZnS מגיע ~ 60 מעלות צלזיוס, להוסיף 10 מ&quot;ל hexanes ולהעביר את הפתרון כולו של בערך 45 מ&quot;ל לצינור צנטריפוגות 50 מ&quot;ל פוליפרופילן. צנטריפוגה מדגם (3,000 XG במשך 10 דקות) כדי להסיר מבשרים מוצקים unreacted. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעביר בזהירות את supernatant בקבוק צנטריפוגות פוליפרופילן 250 מ&quot;ל, להוסיף 200 מ&quot;ל אצטון, צנטריפוגות הפתרון (3,000 xגרם במשך 10 דקות) כדי לזרז QDs InP / ZnS. נפח זה יכול להיות גם שווה בשווה לארבעה 50 מ&quot;ל צינורות עבור צנטריפוגה אם בצנטריפוגה עם הרוטור / אבזרים נדרש אינם זמינים. למזוג supernatant ומייבשים גלולה QD ביסודיות עם גז חנקן להסיר אצטון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Resuspend את QDs ב 20 מ&quot;ל OLA באמצעות sonication, מעבירים תחתית עגולה 50 מ&quot;ל, 3-צוואר, המכיל בקבוק 0.474 גרם stearate אבץ, ומערבבים. לפנות הפתרון תחת ואקום במשך 20 דקות ב RT. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תחת גז חנקן, להעלות את הטמפרטורה ל -180 מעלות צלזיוס ולאפשר התגובה להמשיך במשך 3 שעות. אמנם אין שינויים חזותיים מורגש לפתרון התגובה המתרחשים במהלך התגובה הזו, הוספת stearate אבץ מגביר עובי הקליפה ZnS, ובכך להגדיל QY ידי שיפור פסיבציה פני QDs 12.. לאחר התגובה היא תושלם, להסיר את הבקבוק מן המעטפת חימום ולאפשר הפתרון להתקרר כ -60 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר soluti InP / ZnSעל בדרגים ~ 60 מעלות צלזיוס, להוסיף hexanes 20 מ&quot;ל ולהעביר צינור צנטריפוגות פוליפרופילן 50 מ&quot;ל. צנטריפוגה מדגם (3,000 XG במשך 10 דקות) כדי להסיר stearate אבץ unreacted. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעביר בזהירות את supernatant בקבוק צנטריפוגות פוליפרופילן 250 מ&quot;ל, להוסיף 200 מ&quot;ל אצטון, צנטריפוגות הפתרון (3,000 XG במשך 10 דקות) כדי לזרז InP / ZnS QDs. בזהירות למזוג supernatant ולייבש היטב עם גז חנקן להסיר אצטון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממיסים את גלולה QD InP / ZnS ב 30 מ&quot;ל הקסאן. וורטקס ו sonicate הפתרון בקצרה על מנת להבטיח פיזור מלא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טיהור חוזרת על שלבי 1.2.6-1.2.8 פעמים נוספות על מנת להבטיח הסרה יסודית של הליגנדים אורגניים עודפים. אינטראקציות בין פולימר amphiphilic ואת QD בשלב 1.2 ניתנות לפריצה בנוכחות הליגנדים עודפים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעזרת חישובים מפורטים על ידי שיה, et al. 16, לקבוע את גודל וריכוז של QDs InP / ZnS מסונתז באמצעות UV-Vis ספקטרוסקופיה. <br/&gt; הערה: מאפיין ספקטרלי החשוב לניתוח זה כתף של השיא ספיג. שווי הגל וספיגה של המקסימום של כתף זה משמש כדי לחשב את הגודל ואת הריכוז של QDs, בהתאמה. תגובה זו בדרך כלל מניבה כ 5 μmol של QDs עם שיא פליטה ב 600 ננומטר. כדי לסנתז QDs בצבעים שונים, המשך ו / או הטמפרטורה של התגובה יכולה להיות שונה. זמן תגובה ארוך יותר ו / או בטמפרטורה גבוהה יותר של תוצאות הפתרון לשיא פליטת אדום העביר. לדוגמא, הגדלת טמפרטורת התגובה עד 240 מעלות צלזיוס ושמירת זמן תגובה של 10 דק &#39;יגרום QDs עם שיא 680 פליטת מקסימלית ננומטר. כמו כן, הפחתת תגובה זמן 2 דקות ולהכפיל כלוריד אבץ משמש יגרום QDs עם 470 שיא פליטת מקסימלית ננומטר. QDs InP / ZnS אלה יציבים במשך לפחות חודש אחד ב 4 ° C בחושך תחת גז אינרטי. </li></ol></li></ol> 2. מיםSolubilization של InP / ZnS Quantum Dots שימוש פולימר amphiphilic <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מי solubilization <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש QDs InP / ZnS משלב 1.2.10, לדלל חלק QDs עם hexanes להשיג 1 מ&quot;ל של 1 מיקרומטר QDs. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בתוך צינור צנטריפוגות, להעביר 0.25 מ&quot;ל InP / ZnS QDs לתוך צינור אחד. הוסף 1 מ&quot;ל אצטון או מתנול אל הצינור צנטריפוגות צנטריפוגות (3,000 XG במשך 10 דקות). מוציאים בזהירות את supernatant ו לפזר כל המשקע ב 1 מ&quot;ל tetrahydrofuran (THF). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעבירים את QDs InP / ZnS מומס THF לתוך 100 מ&quot;ל עגול הבקבוק התחתון לדלל עם 16 מ&quot;ל THF. כדי לצמצם את מספר אגרגטים בתמיסה, sonicate QDs למשך 5-10 דקות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממיסים 30 פולי מ&quot;ג (alt andhydride- maleic -1-octadecene), 3 (dimethylamino) -1-propylamine (PMAL-ד) ב 10 מ&quot;ל מים כיתה מולקולרית. sonication באמבט מים או ערבוב עדין עד הפתרון הוא שקוף מספיק כדי לפזר את הפולימר לחלוטין.שימוש מערבולת או בחישה נמרצת יכול לייצר בועות רבות, אשר מעכבים אינטראקציה של פולימר עם QD. מוסיפים את פתרון פולימר 10 מ&quot;ל ל 100 מ&quot;ל עגול הבקבוק התחתון המכיל InP / ZnS QDs ב THF. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתאדות THF מפתרון QD / פולימר באמצעות המאייד רוטרי. מניחים את הבקבוק באמבט קרח תוך מתאדים כדי להקל על האינטראקציה בין פולימר QD. בהתאם לעוצמת של ואקום, רוב THF הוא התאדה לאחר 10 דקות והפתרון נראה עכור. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הפתרון הוא התאדה עד 10 מיליליטר, להסיר את הבקבוק מן המאייד הסיבובי ולהוסיף 30 מ&quot;ל מי כיתה מולקולריות. מחזירים את הבקבוק אל המאייד סיבובית וממשיכים לאדות עד 2 מ&quot;ל. צעד אידוי סופי פעולה זו עשויה להימשך שעות רבות; להבטיח נשמרה באמבטית הקרח. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את QDs המסיס במי InP / ZnS מהבקבוק התחתי העגול עם טפטפת. סנן הפתרון QD באמצעות מזרק פלסטיק 3 מ&quot;ל מצורף סאי ניילון 0.1 מיקרומטרRinge לסנן לתוך צינור צנטריפוגות 5 מ&quot;ל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את QDs ליחידה דיאליזה קרום 20,000 MWCO ו dialyze נגד 0.05 M pH חיץ borate 8.5 להסיר פולימר עודף. (להוסיף לאט 0.05 M נתרן tetraborate decahydrate 0.05 חומצה M בור, עם ערבוב נמרץ, עד pH הוא 8.5 לעשות פתרון חיץ borate זה.) באמצעות concentrator ואקום, לרכז את QDs במאגר borate עד 1 מ&quot;ל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור אחסון, לטהר את הפתרון עם גז חנקן לפני שהוא סגר עם Parafilm. QDs המסיס במים InP / ZnS יציב במשך 4 חודשים לפחות ב 4 ° C בחושך. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Alivisatos, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Semicondictor+clusters,+nanocrystals,+and+quantum+dots.">Semicondictor clusters, nanocrystals, and quantum dots.</a> Science. 271 (5251), 933-937 (1996).</li><li>Michalet, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantum+dots+for+live+cells,+in+vivo+imaging,+and+diagnostics.">Quantum dots for live cells, in vivo imaging, and diagnostics.</a> Science. 307 (5709), 538-544 (2005).</li><li>Jaiswal, J. K., Mattoussi, H., Mauro, J. M., Simon, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+multiple+color+imaging+of+live+cells+using+quantum+dot+bioconjugates.">Long-term multiple color imaging of live cells using quantum dot bioconjugates.</a> Nat. Biotechnol. 21 (1), 47-51 (2009).</li><li>Deerinck, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+application+of+fluorescent+quantum+dots+to+confocal,+multiphoton,+and+electron+microscopic+imaging.">The application of fluorescent quantum dots to confocal, multiphoton, and electron microscopic imaging.</a> Toxicol. Pathol. 36 (1), 112-116 (2008).</li><li>Smith, A. M., Duan, H., Mohs, A. M., Nie, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioconjugated+quantum+dots+for+in+vivo+molecular+and+cellular+imaging.">Bioconjugated quantum dots for in vivo molecular and cellular imaging.</a> Adv. Drug Deliv. Rev. 60 (11), 1226-1240 (2008).</li><li>Jamieson, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biological+applications+of+quantum+dots.">Biological applications of quantum dots.</a> Biomaterials. 28 (31), 4717-4732 (2007).</li><li>Lidke, D. S., Arndt-Jovin, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+takes+a+quantum+leap.">Imaging takes a quantum leap.</a> Physiology. 19, 322-325 (2004).</li><li>Fichter, K. M., Flajolet, M., Greengard, P., Vu, T. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+of+G-protein-couple+receptor+endosomal+trafficking+pathways+revealed+by+single+quantum+dots.">Kinetics of G-protein-couple receptor endosomal trafficking pathways revealed by single quantum dots.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107 (43), 18658-18663 (2010).</li><li>Smith, A. M., Ruan, G., Rhyner, M. N., Nie, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineering+luminescent+quantum+dots+for+in+vitro+molecular+and+cellular+imaging.">Engineering luminescent quantum dots for in vitro molecular and cellular imaging.</a> Ann. Biomed. Eng. 34 (1), 3-14 (2006).</li><li>Derfus, A. M., Chan, W. C. W., Bhatia, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probing+the+cytotoxicity+of+semiconductor+quantum+dots.">Probing the cytotoxicity of semiconductor quantum dots.</a> Nano Lett. 4 (1), 11-18 (2004).</li><li>Brunetti, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=InP/ZnS+as+a+safer+alternative+to+CdSe/ZnS+core/shell+quantum+dots:+in+vitro+and+in+vivo+toxicity+assessment.">InP/ZnS as a safer alternative to CdSe/ZnS core/shell quantum dots: in vitro and in vivo toxicity assessment.</a> Nanoscale. 5 (1), 307-317 (2013).</li><li>Song, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amine-derived+synthetic+approach+to+color-tunable+InP/ZnS+quantum+dots+with+high+fluorescent+qualities.">Amine-derived synthetic approach to color-tunable InP/ZnS quantum dots with high fluorescent qualities.</a> J. Nanopart. Res. 15 (1750), (1750).</li><li>Dabbousi, B. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=(CdSe)ZnS+core-shell+quantum+dots:+Synthesis+and+characterization+of+a+size+series+of+highly+luminescent+nanocrystallites.">(CdSe)ZnS core-shell quantum dots: Synthesis and characterization of a size series of highly luminescent nanocrystallites.</a> J. Phys. Chem. B. 101 (46), 9463-9475 (1997).</li><li>Micic, O. I., Curtis, C. J., Jones, K. M., Sprague, J. R., Nozik, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+characterization+of+InP+quantum+dots.">Synthesis and characterization of InP quantum dots.</a> J. Phys. Chem. 98 (19), 4966-4969 (1994).</li><li>Qi, L., Gao, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantum+dot-amphipol+nanocomplex+for+intracellular+delivery+and+realtime+imaging+of+siRNA.">Quantum dot-amphipol nanocomplex for intracellular delivery and realtime imaging of siRNA.</a> ACS Nano. 2 (7), 1403-1410 (2008).</li><li>Xie, R., Zheng, L., Peng, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nucleation+kinetics+vs+chemical+kinetics+in+the+initial+formation+of+semiconductor+nanocrystals.">Nucleation kinetics vs chemical kinetics in the initial formation of semiconductor nanocrystals.</a> J. Am. Chem. Soc. 131 (42), 15457-15466 (2009).</li><li>Williams, A. T. R., Winfield, S. A., Miller, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relative+fluorescence+quantum+yields+using+a+computer-controlled+luminescence+spectrometer.">Relative fluorescence quantum yields using a computer-controlled luminescence spectrometer.</a> Analyst. 108, 1067-1071 (1983).</li><li>Schindelin, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fiji:+An+open-source+platform+for+biological-image+analysis.">Fiji: An open-source platform for biological-image analysis.</a> Nat. Methods. 9 (7), 676-682 (2012).</li><li>Schnieder, C. A., Rasband, W. S., Eliceiri, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NIH+image+to+ImageJ:+25+years+of+image+analysis.">NIH image to ImageJ: 25 years of image analysis.</a> Nat. Methods. 9, 671-675 (2012).</li><li>Jin, Y., Kannan, S., Wu, M., Zhao, J. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toxicity+of+luminescent+silica+nanoparticles+to+living+cells.">Toxicity of luminescent silica nanoparticles to living cells.</a> Chem. Res. Toxicol. 20 (8), 1126-1133 (2007).</li><li>Corazzari, I., Gilardino, A., Dalmazzo, S., Fubini, B., Lovisolo, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Localization+of+CdSe/ZnS+quantum+dots+in+the+lysosomal+acidic+compartment+of+cultured+neurons+and+its+impact+on+viability:+potential+role+of+ion+release.">Localization of CdSe/ZnS quantum dots in the lysosomal acidic compartment of cultured neurons and its impact on viability: potential role of ion release.</a> Toxicol. In Vitro. 27 (2), 752-759 (2013).</li><li>Pons, T., Uyeda, H. T., Medintz, I., Mattoussi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrodynamic+dimensions,+electrophoretic+mobility,+and+stability+of+hydrophilic+quantum+dots.">Hydrodynamic dimensions, electrophoretic mobility, and stability of hydrophilic quantum dots.</a> J. Phys. Chem. B. 110 (41), 20308-20316 (2006).</li><li>Durisic, N., Wiseman, P., Grutter, P., Heyes, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+common+mechanism+underlies+the+dark+fraction+formation+and+fluorescence+blinking+of+quantum+dots.">A common mechanism underlies the dark fraction formation and fluorescence blinking of quantum dots.</a> ACS Nano. 3 (5), 1167-1175 (2009).</li><li>Vermehren-Schmaedick, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heterogeneous+intracellular+trafficking+dynamics+of+brain-derived+neurotropic+factor+complexes+in+the+neuronal+soma+revealed+by+single+quantum+dot+tracking.">Heterogeneous intracellular trafficking dynamics of brain-derived neurotropic factor complexes in the neuronal soma revealed by single quantum dot tracking.</a> PLoS ONE. 9 (4), e95113 (2014).</li></ol>

החוקרים אין לי מה לחשוף.

פרוטוקול זה מפרט את הסינתזה של QDs InP / ZnS פלורסנט מאוד שיכול לשמש במערכות ביולוגיות רבות. מוצרי QD מסונתזים כאן הציגו שיא פליטת קרינה יחיד מרוכז ב 600 ננומטר עם FWHM של 73 ננומטר (איור 1), אשר ניתן להשוות סינתזות אחרות שתוארו לעיל 12. זמני תגובת טמפרטורת תגובה הן צ...

A correction was made to: <a href="http://www.jove.com/video/53684/synthesis-cd-free-inpzns-quantum-dots-suitable-for-biomedical" target="_blank">Synthesis of Cd-free InP/ZnS Quantum Dots Suitable for Biomedical Applications</a>. There was an error with an author's given name. The author's name was corrected to:
Katye M. Fichter
from:
Kathryn M. Fichter

A correction was made to: <a href="http://www.jove.com/video/53684/synthesis-cd-free-inpzns-quantum-dots-suitable-for-biomedical" target="_blank">Synthesis of Cd-free InP/ZnS Quantum Dots Suitable for Biomedical Applications</a>.

Erratum: Synthesis of Cd-free InP/ZnS Quantum Dots Suitable for Biomedical Applications

נקודות קוונטיות (QDs) מוליכות למחצה, nanocrystals כי תערוכת תכונות פלורסנט כאשר מוקרנים עם 1 אור. בשל גודלם הקטן (2-5 ננומטר), דומה ביומולקולות גדולה רבה, וקלות biofunctionalization, QDs הוא כלים מאוד אטרקטיבי עבור יישומים ביו. הם מצאו לשימוש תיוג ביולוגי, מולקולה בודדת Live- תא הדמיה, אספקת סמים, in vivo הדמיה, זיהוי פתוגן, ומעקב אחר תא, בין שימושים רבים אחרים 2-8. QDs מבוסס Cd כבר נפוץ ביותר ביישומים ביו בגלל הקרינה האינטנסיבית שלהם ורוחב שיא פליטת צר 9. עם זאת, חששות הועלה בשל רעילות אפשרית של Cd 2 + יוני 10 שעשויים להשתחרר דרך השפלה של ננו-החלקיקים. לאחרונה, QDs המבוסס InP נחקר כחלופת QDs המבוסס Cd כי הם לשמור על מאפייני קרינה רבותשל QDs מבוסס Cd ועלול להיות יותר ביולוגי 11. QDs מבוסס Cd נמצא כרעיל יותר באופן משמעותי מאשר QDs המבוסס InP מבחנים במבחנה בריכוזים נמוכים כמו 10 בלילה, רק לאחר 48 שעות 11. צבע פליטת הקרינה של QDs הוא בגודל מתכונן 1. כלומר, כמו הגודל של עליות QD, פליטת הקרינה הוא העביר אדומה. הגודל והגודל dispersity מהמוצרים QD ניתן לשנות על ידי שינוי הטמפרטורה, משך תגובה, או תנאי ריכוז מבשרים במהלך תגובת 12. בעוד שיא פליטת QDs InP הוא בדרך כלל רחב יותר ופחות אינטנסיבי מאשר QDs המבוסס Cd, InP QDs יכול להתבצע במגוון רחב של צבעים שנועדו למנוע חפיפה ספקטרלית, והם אינטנסיביים מספיק עבור רוב היישומים ביו 12. הסינתזה המפורטת בפרוטוקול זה מניב QDs עם שיא פליטת אדום מרוכז ב 600 ננומטר. מספר צעדים ננקטים afסינתזת ter של ליבות QD כדי לשמור על השלמות האופטית של QDs וכדי להפוך אותם תואם עבור יישומים ביולוגיים. פני השטח של ליבת QD חייבים להיות מוגן מפני פגמי חמצון או משטח שעשויה לגרום מרווה; ולכן, פגז ZnS מצופה מעל מוקד לייצר InP / ZnS (ליבה / מעטפת) QDs 13. ציפוי זה הוכח להגן על photoluminescence של המוצר QD. הנוכחות של יוני אבץ במהלך סינתזת InP QD הוכחה להגביל ליקויים במשטח, וכן התפלגות גודל ירידה של 12. גם עם הנוכחות של Zn 2+ במדיום התגובה, סינתזה של InZnP היא מאוד לא סביר 12. לאחר ציפוי, וכתוצאה מכך QDs InP / ZnS הם מצופים ב ליגנדים הידרופובי כגון תחמוצת trioctylphosphine (TOPO) או 12,14 oleylamine. פולימר amphiphilic יכול לקיים אינטראקציה עם ליגנדים הידרופובי על פני השטח QD וכן מולקולות מים בכמות גדולה להקנות מסיסות במים 15. פולימרים amphiphilic עם קרבוקבוצות כימיות xylate יכולות לשמש &quot;מטפל כימי&quot; בהמשך functionalize QDs. פרוטוקול זה מפרט את הסינתיזה functionalization של QDs המסיס במים InP / ZnS עם פליטת קרינה אינטנסיבית מאוד-dispersity גודל הקטן יחסית. QDs אלה הן בעלות פוטנציאל פחות רעיל QDs CdSe / ZnS נפוץ. בזאת, הסינתזה של InP / ZnS QDs מספקת אלטרנטיבה מעשית QDs המבוסס Cd עבור יישומים ביו.

<table><tbody><tr><td>Oleylamine</td><td>Acros</td><td>129540010</td><td></td></tr><tr><td>Zinc(II) chloride</td><td>Sigma</td><td>030-003-00-2</td><td></td></tr><tr><td>Indium(III) chloride</td><td>Chem-Impex</td><td>24560</td><td></td></tr><tr><td>Tris(dimethylamino)phosphine</td><td>Encompass</td><td>50-901-10500</td><td></td></tr><tr><td>1-dodecanethiol</td><td>Acros</td><td>117625000</td><td></td></tr><tr><td>Hexanes</td><td>Fisher Sci</td><td>H292-4</td><td></td></tr><tr><td>Acetone</td><td>TransChemical</td><td>UN 1090</td><td></td></tr><tr><td>Zinc Stearate</td><td>Aldrich Chem</td><td>307564-1KG</td><td></td></tr><tr><td>Tetrahydrofuran</td><td>Acros</td><td>34845-0010</td><td></td></tr><tr><td>Molecular Water</td><td>Fisher Sci</td><td>BP2470-1</td><td></td></tr><tr><td>Poly(maleic anhyrdride-&lt;em&gt;alt&lt;/em&gt;-1-tetradecene), 3-(dimethylamino)-1-propylamine derivative</td><td>Sigma</td><td>90771-1G</td><td></td></tr><tr><td>Boric acid</td><td>Fisher Sci</td><td>BP168-500</td><td></td></tr><tr><td>Sodium Tetraborate Decahydrate</td><td>Fisher Sci</td><td>BP175-500</td><td></td></tr><tr><td>Rhodamine B</td><td>Aldrich Chem</td><td>R95-3</td><td></td></tr><tr><td>Nitrogen gas</td><td>Airgas</td><td>UN1066</td><td></td></tr><tr><td>Trypan blue</td><td>Thermo Sci</td><td>SV30084.01</td><td></td></tr><tr><td>3 ml plastic Luer-lock syringe</td><td>BD</td><td>309657</td><td></td></tr><tr><td>Luer-lock Needle</td><td>Air-Tite</td><td>8300014471</td><td>4 inch, 22 gauge</td></tr><tr><td>50 ml polypropyene centrifuge tube</td><td>Falcon</td><td>352098</td><td></td></tr><tr><td>250 ml centrifuge bottle</td><td>Thermo Sci</td><td>05-562-23</td><td>Nalgene PPCO</td></tr><tr><td>5 ml centrifuge tubes</td><td>Argos-Tech</td><td>T2076</td><td></td></tr><tr><td>1.5 ml microcentrifuge tubes</td><td>Bio Plas</td><td>4150</td><td></td></tr><tr><td>0.1 &amp;mu;m Syringe filter</td><td>Whatman</td><td>6786-1301</td><td>Puradisc 13 mm nylon filter</td></tr><tr><td>Slide-A-Lyzer MINI Dialysis Unit</td><td>Thermo Sci</td><td>69590</td><td>20,000 MWCO</td></tr><tr><td>Rotary Evaporator</td><td>Heidolph</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Centrifuge 5072</td><td>Eppendorf</td><td></td><td>Swinging Bucket with 50&amp;nbsp;ml tube adapters</td></tr><tr><td>Lambda 650 UV/VIS Spectrometer</td><td>Perkin Elmer</td><td></td><td>UV-Vis Spectrophotometer</td></tr><tr><td>LS 55 Fluorescence Spectrometer</td><td>Perkin Elmer</td><td></td><td>Fluorometer</td></tr><tr><td>Axio Observer.A1</td><td>Zeiss</td><td></td><td>epifluorescence microscope</td></tr><tr><td>AxioCam MRm</td><td>Zeiss</td><td></td><td>CCD Camera</td></tr><tr><td>Tecnai TF20 Microscope</td><td>FEI</td><td></td><td>Transmisison Electron Miscroscope</td></tr><tr><td>TEM Eagle CCD</td><td>FEI</td><td></td><td>TEM CCD Camera</td></tr><tr><td>NanoBrook Omni DLS</td><td>Brookhaven</td><td></td><td>Dynamic Light Scattering Instrument</td></tr></tbody></table>

synthesis of cd-free inp/zns quantum dots suitable for biomedical applications

Fluorescent nanocrystals, specifically quantum dots, have been a useful tool for many biomedical applications. For successful use in biological systems, quantum dots should be highly fluorescent and small/monodisperse in size. While commonly used cadmium-based quantum dots possess these qualities, they are potentially toxic due to the possible release of Cd2+ ions through nanoparticle degradation. Indium-based quantum dots, specifically InP/ZnS, have recently been explored as a viable alternative to cadmium-based quantum dots due to their relatively similar fluorescence characteristics and size. The synthesis presented here uses standard hot-injection techniques for effective nanoparticle growth; however, nanoparticle properties such as size, emission wavelength, and emission intensity can drastically change due to small changes in the reaction conditions. Therefore, reaction conditions such temperature, reaction duration, and precursor concentration should be maintained precisely to yield reproducible products. Because quantum dots are not inherently soluble in aqueous solutions, they must also undergo surface modification to impart solubility in water. In this protocol, an amphiphilic polymer is used to interact with both hydrophobic ligands on the quantum dot surface and bulk solvent water molecules. Here, a detailed protocol is provided for the synthesis of highly fluorescent InP/ZnS quantum dots that are suitable for use in biomedical applications.

ליבות InP הציפוי לא להפגין קרינה גלויה משמעותית לפי עין. עם זאת, InP / ZnS נקודות קוונטיות (ליבה / מעטפת) נראות לזרוח באור בהיר של עין תחת קרינת UV. הקרינה של QDs InP / ZnS התאפיינה באמצעות ספקטרוסקופיית הקרינה. הספקטרום של הקרינה QDs ב hexanes (האיור 1) נרגש 533 ?...

Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Cd-free InP/ZnS Quantum Dots Suitable for Biomedical Applications at JoVE.com

Synthesis of Cd-free InP/ZnS Quantum Dots Suitable for Biomedical Applications

In this protocol, the synthesis of Cd-free InP/ZnS quantum dots (QDs) is detailed. InP-based QDs are gaining popularity due to the toxicity of Cd2+ ions that may be released through nanoparticle degradation. After synthesis, QDs are solubilized in water using an amphiphilic polymer for use in biomedical applications.

סינתזה של Cd-חינם InP / ZnS Quantum Dots מתאים עבור יישומים ביו

Fluorescent nanocrystals, specifically quantum dots, have been a useful tool for many biomedical applications. For successful use in biological systems, ...

synthesis-cd-free-inpzns-quantum-dots-suitable-for-biomedical

Research

JoVE Journal

Chemistry

13.5K Views.  Missouri State University. In this protocol, the synthesis of Cd-free InP/ZnS quantum dots (QDs) is detailed. InP-based QDs are gaining popularity due to the toxicity of Cd2+ ions that may be released through nanoparticle degradation. After synthesis, QDs are solubilized in water using an amphiphilic polymer for use in biomedical applications.

Video: Synthesis of Cd-free InP/ZnS Quantum Dots Suitable for Biomedical Applications

Compact Quantum Dots for Single-molecule Imaging

Single-molecule imaging is an important tool for understanding the mechanisms of biomolecular function and for visualizing the spatial and temporal heterogeneity of molecular behaviors that underlie cellular biology 1-4. To image an individual molecule of interest, it is typically conjugated to a fluorescent tag (dye, protein, bead, or quantum dot) and observed with epifluorescence or total internal reflection fluorescence (TIRF) microscopy. While dyes and fluorescent proteins have been the mainstay of fluorescence imaging for decades, their fluorescence is unstable under high photon fluxes necessary to observe individual molecules, yielding only a few seconds of observation before complete loss of signal. Latex beads and dye-labeled beads provide improved signal stability but at the expense of drastically larger hydrodynamic size, which can deleteriously alter the diffusion and behavior of the molecule under study.
Quantum dots (QDs) offer a balance between these two problematic regimes. These nanoparticles are composed of semiconductor materials and can be engineered with a hydrodynamically compact size with exceptional resistance to photodegradation 5. Thus in recent years QDs have been instrumental in enabling long-term observation of complex macromolecular behavior on the single molecule level. However these particles have still been found to exhibit impaired diffusion in crowded molecular environments such as the cellular cytoplasm and the neuronal synaptic cleft, where their sizes are still too large 4,6,7.
Recently we have engineered the cores and surface coatings of QDs for minimized hydrodynamic size, while balancing offsets to colloidal stability, photostability, brightness, and nonspecific binding that have hindered the utility of compact QDs in the past 8,9. The goal of this article is to demonstrate the synthesis, modification, and characterization of these optimized nanocrystals, composed of an alloyed HgxCd1-xSe core coated with an insulating CdyZn1-yS shell, further coated with a multidentate polymer ligand modified with short polyethylene glycol (PEG) chains (Figure 1). Compared with conventional CdSe nanocrystals, HgxCd1-xSe alloys offer greater quantum yields of fluorescence, fluorescence at red and near-infrared wavelengths for enhanced signal-to-noise in cells, and excitation at non-cytotoxic visible wavelengths. Multidentate polymer coatings bind to the nanocrystal surface in a closed and flat conformation to minimize hydrodynamic size, and PEG neutralizes the surface charge to minimize nonspecific binding to cells and biomolecules. The end result is a brightly fluorescent nanocrystal with emission between 550-800 nm and a total hydrodynamic size near 12 nm. This is in the same size range as many soluble globular proteins in cells, and substantially smaller than conventional PEGylated QDs (25-35 nm).

We describe the preparation of colloidal quantum dots with minimized hydrodynamic size for single-molecule fluorescence imaging. Compared to conventional quantum dots, these nanoparticles are similar in size to globular proteins and are optimized for single-molecule brightness, stability against photodegradation, and resistance to nonspecific binding to proteins and cells.

נקודות קוונטיות קומפקטיות להדמית מולקולה בודדה

Single-molecule imaging is an important tool for  understanding the mechanisms of biomolecular function and for visualizing the  spatial and temporal ...

Engineering

Seeded Synthesis of CdSe/CdS Rod and Tetrapod Nanocrystals

We demonstrate a method for the synthesis of multicomponent nanostructures consisting of CdS and CdSe with rod and tetrapod morphologies. A seeded synthesis strategy is used in which spherical seeds of CdSe are prepared first using a hot-injection technique. By controlling the crystal structure of the seed to be either wurtzite or zinc-blende, the subsequent hot-injection growth of CdS off of the seed results in either a rod-shaped or tetrapod-shaped nanocrystal, respectively. The phase and morphology of the synthesized nanocrystals are confirmed using X-ray diffraction and transmission electron microscopy, demonstrating that the nanocrystals are phase-pure and have a consistent morphology. The extinction coefficient and quantum yield of the synthesized nanocrystals are calculated using UV-Vis absorption spectroscopy and photoluminescence spectroscopy. The rods and tetrapods exhibit extinction coefficients and quantum yields that are higher than that of the bare seeds. This synthesis demonstrates the precise arrangement of materials that can be achieved at the nanoscale by using a seeded synthetic approach.

A protocol for the seeded synthesis of rod-shaped and tetrapod-shaped multicomponent nanostructures consisting of CdS and CdSe is presented.

We demonstrate a method for the synthesis of multicomponent nanostructures consisting of CdS and CdSe with rod and tetrapod morphologies. A seeded ...

Solubilization and Bio-conjugation of Quantum Dots and Bacterial Toxicity Assays by Growth Curve and Plate Count

Quantum dots (QDs) are fluorescent semiconductor nanoparticles with size-dependent emission spectra that can be excited by a broad choice of wavelengths. QDs have attracted a lot of interest for imaging, diagnostics, and therapy due to their bright, stable fluorescence1,2 3,4,5. QDs can be conjugated to a variety of bio-active molecules for binding to bacteria and mammalian cells6.
QDs are also being widely investigated as cytotoxic agents for targeted killing of bacteria. The emergence of multiply-resistant bacterial strains is rapidly becoming a public health crisis, particularly in the case of Gram negative pathogens 7. Because of the well-known antimicrobial effect of certain nanomaterials, especially Ag, there are hundreds of studies examining the toxicity of nanoparticles to bacteria 8. Bacterial studies have been performed with other types of semiconductor nanoparticles as well, especially TiO2 9,10-11, but also ZnO12 and others including CuO 13. Some comparisons of bacterial strains have been performed in these studies, usually comparing a Gram negative strain with a Gram positive. With all of these particles, mechanisms of toxicity are attributed to oxidation: either the photogeneration of reactive oxygen species (ROS) by the particles or the direct release of metal ions that can cause oxidative toxicity. Even with these materials, results of different studies vary greatly. In some studies the Gram positive test strain is reportedly more sensitive than the Gram negative 10; in others it is the opposite 14. These studies have been well reviewed 15.
In all nanoparticle studies, particle composition, size, surface chemistry, sample aging/breakdown, and wavelength, power, and duration of light exposure can all dramatically affect the results. In addition, synthesis byproducts and solvents must be considered16 17. High-throughput screening techniques are needed to be able to develop effective new nanomedicine agents.
CdTe QDs have anti-microbial effects alone18 or in combination with antibiotics. In a previous study, we showed that coupling of antibiotics to CdTe can increase toxicity to bacteria but decrease toxicity to mammalian cells, due to decreased production of reactive oxygen species from the conjugates19. Although it is unlikely that cadmium-containing compounds will be approved for use in humans, such preparations could be used for disinfection of surfaces or sterilization of water.
In this protocol, we give a straightforward approach to solubilizing CdTe QDs with mercaptopropionic acid (MPA). The QDs are ready to use within an hour. We then demonstrate coupling to an antimicrobial agent.
The second part of the protocol demonstrates a 96-well bacterial inhibition assay using the conjugated and unconjugated QDs. The optical density is read over many hours, permitting the effects of QD addition and light exposure to be evaluated immediately as well as after a recovery period. We also illustrate a colony count for quantifying bacterial survival.

Nanoparticles such as semiconductor quantum dots (QDs) can be used to create photoactivatable agents for anti-microbial or anti-cancer applications. This technique shows how to water-solubilize cadmium telluride (CdTe) QDs, conjugate them to an antibiotic, and perform a bacterial inhibition assay based upon growth curves and plate count.

Solubilization ביו נטיה של נקודות קוונטיות ועל מבחני רעילות של חיידקים עקומת צמיחה הרוזן פלייט

Quantum dots (QDs) are fluorescent semiconductor nanoparticles with size-dependent emission spectra that can be excited by a broad choice of wavelengths. ...

Bioengineering

Synthesis of Ligand-free CdS Nanoparticles within a Sulfur Copolymer Matrix

Aliphatic ligands are typically used during the synthesis of nanoparticles to help mediate their growth in addition to operating as high-temperature solvents. These coordinating ligands help solubilize and stabilize the nanoparticles while in solution, and can influence the resulting size and reactivity of the nanoparticles during their formation. Despite the ubiquity of using ligands during synthesis, the presence of aliphatic ligands on the nanoparticle surface can result in a number of problems during the end use of the nanoparticles, necessitating further ligand stripping or ligand exchange procedures. We have developed a way to synthesize cadmium sulfide (CdS) nanoparticles using a unique sulfur copolymer. This sulfur copolymer is primarily composed of elemental sulfur, which is a cheap and abundant material. The sulfur copolymer has the advantages of operating both as a high temperature solvent and as a sulfur source, which can react with a cadmium precursor during nanoparticle synthesis, resulting in the generation of ligand free CdS. During the reaction, only some of the copolymer is consumed to produce CdS, while the rest remains in the polymeric state, thereby producing a nanocomposite material. Once the reaction is finished, the copolymer stabilizes the nanoparticles within a solid polymeric matrix. The copolymer can then be removed before the nanoparticles are used, which produces nanoparticles that do not have organic coordinating ligands. This nascent synthesis technique presents a method to produce metal-sulfide nanoparticles for a wide variety of applications where the presence of organic ligands is not desired.

Herein we present a method to synthesize ligand-free cadmium sulfide (CdS) nanoparticles based on a unique sulfur copolymer. The sulfur copolymer operates as a high temperature solvent and a sulfur source during the nanoparticle synthesis and stabilizes the nanoparticles after the reaction.

סינתזה של חלקיקים CDS-חינם ליגנד בתוך מטריקס קופולימר גופרית

Aliphatic ligands are typically used during the synthesis of nanoparticles to help mediate their growth in addition to operating as high-temperature ...

Advanced Compositional Analysis of Nanoparticle-polymer Composites Using Direct Fluorescence Imaging

The fabrication of polymer-nanoparticle composites is extremely important in the development of many functional materials. Identifying the precise composition of these materials is essential, especially in the design of surface catalysts, where the surface concentration of the active component determines the activity of the material. Antimicrobial materials which utilize nanoparticles are a particular focus of this technology. Recently swell encapsulation has emerged as a technique for inserting antimicrobial nanoparticles into a host polymer matrix. Swell encapsulation provides the advantage of localizing the incorporation to the external surfaces of materials, which act as the active sites of these materials. However, quantification of this nanoparticle uptake is challenging. Previous studies explore the link between antimicrobial activity and surface concentration of the active component, but this is not directly visualized. Here we show a reliable method to monitor the incorporation of nanoparticles into a polymer host matrix via swell encapsulation. We show that the surface concentration of CdSe/ZnS nanoparticles can be accurately visualized through cross-sectional fluorescence imaging. Using this method, we can quantify the uptake of nanoparticles via swell encapsulation and measure the surface concentration of encapsulated particles, which is key in optimizing the activity of functional materials.

Here we present a reliable method to monitor the incorporation of nanoparticles into a polymer host matrix via swell encapsulation. We show that the surface concentration of cadmium selenide quantum dots can be accurately visualized through cross-sectional fluorescence imaging.

ניתוח ההלחנה מתקדם של מרוכבים Nanoparticle-פולימר באמצעות דימות פלואורסצנטי ישיר

The fabrication of polymer-nanoparticle composites is extremely important in the development of many functional materials. Identifying the precise ...

Facet-to-facet Linking of Shape-anisotropic Colloidal Cadmium Chalcogenide Nanostructures

Here, we describe a protocol that allows for shape-anisotropic cadmium chalcogenide nanocrystals (NCs), such as nanorods (NRs) and tetrapods (TPs), to be covalently and site-specifically linked via their end facets, resulting in polymer-like linear or branched chains. The linking procedure begins with a cation-exchange process in which the end facets of the cadmium chalcogenide NCs are first converted to silver chalcogenide. This is followed by the selective removal of ligands at their surface. This results in cadmium chalcogenide NCs with highly reactive silver chalcogenide end facets that spontaneously fuse upon contact with each other, thereby establishing an interparticle facet-to-facet attachment. Through the judicious choice of precursor concentrations, an extensive network of linked NCs can be produced. Structural characterization of the linked NCs is carried out via low- and high-resolution transmission electron microscopy (TEM), as well as energy-dispersive X-ray spectroscopy, which confirm the presence of silver chalcogenide domains between chains of cadmium chalcogenide NCs.

A protocol detailing how shape-anisotropic colloidal cadmium chalcogenide nanocrystals can be covalently linked via their end facets is presented here.

פן-כדי-היבט הקישור של קדמיום Colloidal צורה-אניסוטרופי Chalcogenide Nanostructures

Here, we describe a protocol that allows for shape-anisotropic cadmium chalcogenide nanocrystals (NCs), such as nanorods (NRs) and tetrapods (TPs), to be ...

Enhanced Electron Injection and Exciton Confinement for Pure Blue Quantum-Dot Light-Emitting Diodes by Introducing Partially Oxidized Aluminum Cathode

Stable and efficient red (R), green (G), and blue (B) light sources based on solution-processed quantum dots (QDs) play important roles in next-generation displays and solid-state lighting technologies. The brightness and efficiency of blue QDs-based light-emitting diodes (LEDs) remain inferior to their red and green counterparts, due to the inherently unfavorable energy levels of different colors of light. To solve these problems, a device structure should be designed to balance the injection holes and electrons into the emissive QD layer. Herein, through a simple autoxidation strategy, pure blue QD-LEDs which are highly bright and efficient are demonstrated, with a structure of ITO/PEDOT:PSS/Poly-TPD/QDs/Al:Al2O3. The autoxidized Al:Al2O3 cathode can effectively balance the injected charges and enhance radiative recombination without introducing an additional electron transport layer (ETL). As a result, high color-saturated blue QD-LEDs are achieved with a maximum luminance over 13,000 cd m-2, and a maximum current efficiency of 1.15 cd A-1. The easily controlled autoxidation procedure paves the way for achieving high-performance blue QD-LEDs.

A protocol is presented for fabricating high-performance, pure blue ZnCdS/ZnS-based quantum dots light-emitting diodes by employing an autoxidized aluminum cathode.

הזרקה משופרת אלקטרון וכליאתם אקסיטון עבור טהור קוונטית-נקודה כחולה דיודות פולטות אור על ידי החדרת חלקית תחמוצת אלומיניום קטודה

Stable and efficient red (R), green (G), and blue (B) light sources based on solution-processed quantum dots (QDs) play important roles in next-generation ...

Production and Targeting of Monovalent Quantum Dots

The multivalent nature of commercial quantum dots (QDs) and the difficulties associated with producing monovalent dots have limited their applications in biology, where clustering and the spatial organization of biomolecules is often the object of study. We describe here a protocol to produce monovalent quantum dots (mQDs) that can be accomplished in most biological research laboratories via a simple mixing of CdSe/ZnS core/shell QDs with phosphorothioate DNA (ptDNA) of defined length. After a single ptDNA strand has wrapped the QD, additional strands are excluded from the surface. Production of mQDs in this manner can be accomplished at small and large scale, with commercial reagents, and in minimal steps. These mQDs can be specifically directed to biological targets by hybridization to a complementary single stranded targeting DNA. We demonstrate the use of these mQDs as imaging probes by labeling SNAP-tagged Notch receptors on live mammalian cells, targeted by mQDs bearing a benzylguanine moiety.

We provide detailed instructions for the preparation of monovalent targeted quantum dots (mQDs) from phosphorothioate DNA of defined length. DNA wrapping occurs in high yield, and therefore, products do not require purification. We demonstrate the use of the SNAP tag to target mQDs to cell-surface receptors for live-cell imaging applications.

ייצור ומיקוד של חד-אנרגיה קוונטית נקודות

The multivalent nature of commercial quantum dots (QDs) and the difficulties associated with producing monovalent dots have limited their applications in ...

Inkjet Printing All Inorganic Halide Perovskite Inks for Photovoltaic Applications

A method for synthesizing photoactive inorganic&#160;perovskite quantum dot inks and an inkjet printer deposition method, using the synthesized inks, are demonstrated. The ink synthesis is based on a simple wet chemical reaction and the inkjet printing protocol is a facile step by step method. The inkjet printed thin films have been characterized by X-ray diffraction, optical absorption spectroscopy, photoluminescent spectroscopy, and electronic transport measurements. X-ray diffraction of the printed quantum dot films indicates a crystal structure consistent with an orthorhombic room temperature phase with (001) orientation. In conjunction with other characterization methods, the X-ray diffraction&#160;measurements show high quality films can be obtained through the inkjet printing method.

A protocol for synthesizing inorganic-lead-halide hybrid perovskite quantum dot inks for inkjet printing and the protocol for preparing and printing the quantum dot inks in an inkjet printer with post characterization techniques are presented.

הדפסת צבעי הדיו פרוביסקיט הליד אורגניים ליישומים פוטו הזרקת דיו

A method for synthesizing photoactive inorganic&#160;perovskite quantum dot inks and an inkjet printer deposition method, using the synthesized inks, are ...

Synthesis of In37P20(O2CR)51 Clusters and Their Conversion to InP Quantum Dots

This text presents a method for the synthesis of In37P20(O2C14H27)51 clusters and their conversion to indium phosphide quantum dots. The In37P20(O2CR)51 clusters have been observed as intermediates in the synthesis of InP quantum dots from molecular precursors (In(O2CR)3, HO2CR, and P(SiMe3)3) and may be isolated as a pure reagent for subsequent study and use as a single-source precursor. These clusters readily convert to crystalline and relatively monodisperse samples of quasi-spherical InP quantum dots when subjected to thermolysis conditions in the absence of additional precursors above 200 &#176;C. The optical properties, morphology, and structure of both the clusters and quantum dots are confirmed using UV-Vis spectroscopy, photoluminescence spectroscopy, transmission electron microscopy, and powder X-ray diffraction. The molecular symmetry of the clusters is additionally confirmed by solution-phase 31P NMR spectroscopy. This protocol demonstrates the preparation and isolation of atomically-precise InP clusters, and their reliable and scalable conversion to InP QDs.

Synthesis of In37P20O2CR51 Clusters and Their Conversion to InP Quantum Dots

A protocol for the synthesis of In37P20(O2C14H27)51 clusters and their conversion to indium phosphide quantum dots is presented.

סינתזה של37P20(O2CR)51 אשכולות ההמרה שלהם נקודות קוונטום inp

This text presents a method for the synthesis of In37P20(O2C14H27)51 clusters and their conversion to indium phosphide quantum dots. The In37P20(O2CR)51 ...