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半導体量子ドットを内包するシロキサンナノ粒子の合成および構造解析を行なった。半導体量子ドットとしてセレン化カドミウムナノ粒子を選択し、今年度は合成法を改良することで量子収率の向上に努めた。続いて、セレン化カドミウムナノ粒子の光学的性質を安定させるために、硫化亜鉛をシェルとするコアーシェルナノ粒子を合成した。結果として、量子収率は4〜5倍向上した。蛍光スペクトルおよび透過型電子顕微鏡観察により、単分散な量子ドット(粒子サイズ4-6nm)が得られていることを確認した。本研究では、バイオセンシングを目指しているために、量子ドットを水分散性にする必要がある。そこで、オリゴエチレングリコール部位を有するチオール配位子を量子ドット表面に結合させた結果、量子ドットは蛍光特性を損なわずに水に安定に分散することがわかった。シロキサン結合による量子ドットの封入実験に関しては、シランモノマーを別途添加して量子ドットを封入させる実験をさまざま試みたが、シロキサンネットワークの成長が早すぎるために量子ドットを一つだけ封入することが困難であった。したがって、チオール基を有するシランモノマー(3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン)を選択して、量子ドット表面に結合させてからメトキシ基の加水分解を行なうことで、量子ドットに水分散性の付与とシロキサン被覆(生体適合性の付与)を同時に行なうことができた。今後、導入されたシラノール基をシランカップリング剤で化学修飾することで、量子ドットにバイオセンシング部位を導入する。その後、細胞に導入して標的部位の蛍光センシングを目指す。
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