Получение и модификация некоторых полупроводниковых квантовых точек как люминесцентных меток в иммуноанализе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.02, кандидат наук Потапкин, Дмитрий Викторович

• Потапкин, Дмитрий Викторович
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Потапкин, Дмитрий Викторович

Содержание

СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Особенности получения КТ с высоким квантовым выходом

1.2 Способы перевода КТ из органического растворителя в водные среды

1.2.1 Метод замены лигандов

1.2.2 Метод инкапсуляции с использованием амфифильных молекул

1.2.3 Покрытие диоксидом кремния

1.3 Использование дендримеров для модификации КТ

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1 Используемые реактивы

Конъюгирование и иммунохимический анализ

2.2 Используемое оборудование

2.3. Синтез КТ

2.4 Спектроскопические характеристики образцов

2.5 Модификация КТ с помощью полиамидоаминого дендримера

2.6 Модификация КТ с помощью амфифильного браш-полимера

2.7 Приготовление носителей для иммуноанализа

2.8 Пробоподготовка образцов кукурузы

2.9 Расчёт аналитических характеристик методик иммунохимического определения

Глава 3. Характеристики квантовых точек различной структуры

3.1 КТ на основе СёБе

3.2 КТ на основе CuInS2

Выводы по главе 3

Глава 4. Гидрофилизация квантовых точек

4.1 Получение комплексов КТ-ПАМАМ

4.2 Влияние добавления тетраметиламмония на результат реакции обмена лигандов

4.3 Оптические свойства комплексов КТ-ПАМАМ

4.4 Гидродинамические свойства комплексов КТ-ПАМАМ

4.5 Перевод в водную фазу КТ структуры CdSe/ZnS и Си1п82^п8 с помощью дендримеров

4.6 Сравнительная характеристика КТ, переведенных в водную фазу с помощью дендримеров и амфифильного полимера

4.7 Исследование стабильности полученных КТ с дендримерными лигандами

Выводы по главе 4

Глава 5. Применение гидрофилизированных квантовых точек в качестве люминесцентных меток в иммуноанализе

5.1 Конъюгация комплексов КТ-ПАМАМ с антителами

5.2 Конъюгация гидрофилизированных с помощью амфифильных полимеров КТ с антигеном

5.3 Качественное и количественное определение дезоксиниваленола

Выводы по главе 5

ВЫВОДЫ

Список литературы

СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

DTT - дитиотреитол

SILAR - Successive Ion Layer Adsorption and Reaction (метод послойного нанесения)

SMCC - сукцинидил-транс-4-[малеимидометил] циклогексан-1-карбоксилат

SPDP- N-гидроксисукцинимидный сложный эфир (3-(2-пиридилдитио)пропановой кислоты

АПС - 3-аминопропилтриметоксисилан

ГСС - N-гидроксисульфосукцинамида натриевая соль

ДДТ - додекантиол

ДОН - дезоксиниваленол

ДМСО - диметилсульфоксид

ИК - инфракрасный

ИФлА - иммунофлуоресцентный анализ

КВ - квантовый выход

КТ - квантовые точки

ОВА - овальбумин

ОДА - октадециламин

ОДЕ - октадецен

ОК - олеиновая кислота

О-nA - олеиламин

ПАВ - поверхностно-активное вещество

3

ПАМАМ - полиамидоамин

ПМАО - поли(малеиновый ангидрид-октадецен-1) ПЭГ - полиэтиленгликоль

ПЭМ - просвечивающая электронная микроскопия

ТОФ - триоктилфосфин

ТОФSe - триоктилфосфин селенид

ТОФО - триоктилфосфиноксид

ТЭОС - тетраэтоксисилан

УФ - ультрафиолетовый

ФСБ - фосфатно-солевой буфер

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Получение и модификация некоторых полупроводниковых квантовых точек как люминесцентных меток в иммуноанализе»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Квантовые точки (КТ) - люминесцентные нанокристаллы полупроводников - широко применяются в различных областях анализа в качестве источников люминесцентного сигнала. Востребованность КТ определяется уникальным набором их оптических характеристик, включающим узкий и симметричный пик люминесценции, зависимость длины волны излучаемого света от структурных и размерных характеристик нанокристалла, а также широкую полосу поглощения и высокую фотостабильность в сравнении с органическими флуорофорами.

На сегодняшний день одним из наиболее используемых материалов для синтеза КТ является селенид кадмия (CdSe), преимуществом которого является находящийся в видимой области спектра и при этом узкий пик люминесценции КТ на его основе. Возможно, самым важным недостатком частиц на основе селенида кадмия является токсичность этого металла. Несмотря на то, что в аналитических приложениях токсичность используемых материалов не имеет решающего значения, существует интерес в альтернативных материалах. Так, известны квантовые точки на основе CuInS2, максимум пика люминесценции которых обычно находится в красной области спектра. Для повышения квантового выхода люминесценции полученных нанокристаллов их покрывают слоями более широкозонных полупроводников.

Несмотря на имеющиеся разработки в области синтеза КТ в водных средах, коллоидные КТ с высоким квантовым выходом традиционно получают методом высокотемпературного синтеза в органических растворителях. Это приводит к невозможности прямого использования таких КТ в водных средах, в которых обеспечение стабильности КТ остаётся проблемой. Кроме того, использование КТ в биологических исследованиях и

таких областях, как иммунохимический анализ, требует возможности связывания люминесцентной метки на основе нанокристалла с биомолекулами.

Таким образом, актуальным является получение люминесцентных полупроводниковых КТ, поверхность которых модифицирована с целью достижения их коллоидной стабильности в водных средах, для применения в иммунохимических методах анализа.

Целью настоящего исследования является сравнительное изучение влияния состава ядра, способов нанесения оболочек более широкозонных полупроводников, а также способов перевода в водную фазу на свойства гидрофилизированных полупроводниковых квантовых точек для применения в качестве люминесцентных меток в синтезе иммунореагентов для качественного и количественного иммуноанализа.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• получить квантовые точки ядро-оболочка различного строения с высоким квантовым выходом и провести сравнительный анализ их оптических характеристик;

• разработать методику получения стабильных водных коллоидов на основе КТ методом замены лигандов с использованием полиамидоаминныхдендримеров (ПАМАМ);

• провести сравнительный анализ свойств КТ, стабилизированных в водной среде методом замены лигандов с использованием дендримеров ПАМАМ и инкапсуляцией с помощью амфифильного полимера ПМАО-Джеффамин с точки зрения ключевых характеристик: квантового выхода люминесценции, стабильности в водной среде, размера - для использования в качестве люминесцентных меток в синтезе иммунореагентов для качественного и количественного иммуноанализа;

• разработать методики конкурентного иммуноанализа с люминесцентным детектированием при использовании полученных квантовых точек в качестве меток.

Методы исследования. Для решения поставленных в работе задач применяли комплекс физических методов исследования (люминесцентная спектроскопия, электронная абсорбционная спектроскопия в УФ и видимой областях, электронная микроскопия, динамическое рассеяние света) и иммунохимических методов анализа (инструментальный метод на основе микропланшетов и иммунохимические тест-колонки).

Научная новизна состоит в следующем:

• проведено сравнительное изучение влияния состава ядра, строения и способа нанесения оболочки (оболочек) более широкозонных полупроводников на оптические свойства полупроводниковых квантовых точек на основе CdSe и CuInS2;

• разработана методика перевода КТ CdSe/CdS/ZnS и CdSe/CdS/CdZnS/ZnS из органического растворителя в водные растворы с сохранением оптических свойств методом замены лигандов с использованием полиамидоамина 4-го и 5-го поколения;

• изучено влияние поколения дендримера на оптические и гидродинамические свойства получаемых частиц; получена сравнительная характеристика этого способа гидрофилизации в сравнении с инкапсуляцией амфифильным полимером ПМАО-Джеффамин;

• показана возможность применения полученных КТ в качестве люминесцентных меток при синтезе иммунореагентов.

Практическая значимость работы: В результате проведённых исследований разработаны методики получения стабильных в водных средах КТ структуры CdSe/ZnS,CdSe/CdS/ZnS и CdSe/CdS/CdZnS/ZnS, а также

7

CuInS2/ZnS, обладающих высоким квантовым выходом люминесценции и долговременной стабильностью, способных связываться с биологическими молекулами. Проведено систематическое сравнение свойств водных коллоидов КТ, полученных с помощью дендримеров и путём инкапсуляции с помощью амфифильного полимера. Разработаны методики качественного и количественного определения дезоксиниваленола (ДОН) в образцах кукурузы с использованием полученных люминесцентных меток.

На защиту автор выносит:

• Методику получения стабильных в водной среде люминесцентных меток на основе КТ, стабилизированных дендримерными лигандами.

• Результаты сравнительного исследования зависимости характеристик КТ от структуры полупроводниковых оболочек и способа гидрофилизации.

• Методики качественного и количественного конкурентного иммунохимического анализа с люминесцентным детектированием с использованием полученных меток в качестве источников сигнала.

Личный вклад соискателя заключается в постановке задач исследования, выборе методов модификации КТ, непосредственном проведении экспериментов, обобщении полученных результатов, формулировании выводов.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, изложения результатов и их обсуждения (5 глав), выводов и списка цитируемой литературы, содержащего 106 ссылок. Работа изложена на 126 страницах, содержит 47 рисунков и 15 таблиц.

Публикации:

По теме настоящего исследования опубликовано 9 печатных работ: 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК, 5 статей и тезисов докладов в трудах конференций.

Апробация работы:

Основные результаты диссертационной работы представлены на следующих конференциях: Всероссийская школа-конференция «Химия биологически активных веществ» молодых ученых, аспирантов и студентов с международным участием «ХимБиоАктив-2012» (Россия, Саратов, 2012); Saratov Fall Meeting SFM'13,15: International School for Junior Scientists and Students on Optics, Laser Physics & Biophotonics (Россия, Саратов, 2013 и 2015); II Всероссийский съезд аналитиков, Росиия, Москва, 2013; 6th International workshop "Nanoparticles, nanostructured coatings and microcontainers: technology, properties, applications", Россия, Саратов, 2015; Международная конференция «Биотехнология: Состояние и Перспективы Развития», Россия, Москва, 2014; XVIII Саратовский салон изобретений инноваций и инвестиций, Россия, Саратов, 2013.

Финансовая поддержка работы осуществлялась проектами: грант МОН (4.1708.2014), грант ДААД (11.9195.2014), программой У.М.Н.И.К. (№ 0004648 и 0015488), проектами РНФ (14-13-00229) и ФЦП (14.574.21.0128).

Глава 1. Обзор литературы

Квантовые точки (КТ) представляют собой нанокристаллы полупроводников, диаметр которых меньше диаметра экситона Бора для соответствующего материала. Размеры КТ обычно находятся в диапазоне от 1 до 10 нм. В результате поглощения света этими нанокристаллами в них формируются экситоны; рекомбинация пары электрон-дырка приводит к возникновению люминесценции. Несмотря на то, что на многих изображениях КТ представлены в виде сфер, они являются кристаллическими материалами и имеют структуру, соответствующую параметрам кристаллической решётки составляющего их материала [1].

Рис. 1. Характеристики КТ на основе CdSe [2]

В зависимости от размера, КТ может состоять из множества атомов, от сотен до тысяч, значительная часть которых (более 10%) находится на поверхности нанокристалла. Одним из наиболее распространённых материалов для КТ, применяемых в аналитических методах, является селенид кадмия. Длины волн люминесценции нанокристаллов селенида кадмия

находятся в видимой области спектра, позволяя проводить наблюдения без использования сложной аппаратуры, в том числе наблюдать его люминесценцию невооружённым глазом.

В свою очередь, КТ на основе CuInS2 обладают более широким пиком люминесценции, который захватывает ближнюю ИК-область спектра, что даёт возможность использовать их в приложениях, включающих работу в средах, прозрачных в этой области (например, при исследованиях in vivo) [1]. Другим их важным преимуществам является более низкая токсичность, поскольку они не содержат таких элементов как кадмий или селен.

Одно из важнейших оптических свойств КТ заключается в том, что длина волны их люминесценции зависит от размера нанокристалла, что позволяет варьировать цвет их свечения в достаточно широком диапазоне на этапе синтеза [2-4]. При этом широкая область поглощения КТ позволяет проводить одновременное возбуждение КТ различного размера (и, соответственно, различного цвета свечения) с использованием одного источника света (рис. 1). Другими неоспоримыми достоинствами КТ являются высокая фотостабильность в сравнении с органическими флуорофорами и значительный квантовый выход (КВ), достигающий 90% для некоторых структур. Ещё одним важным преимуществом КТ является время жизни, превышающее время жизни органических флуорофоров (более 10 нс), а также более узкие и симметричные пики эмиссии (рис. 2).

А

. В

ч * 1.0

Родамин

Квантовые точки

О

т

450 ' 550 550 600 ' 650 7^0

450 500 550 600 650 Длина волны, нм

Длина волны, нм

Рис. 2. Спектры поглощения и люминесценции КТ на основе CdSe в сравнении со спектрами родамина 6Ж

1.1 Особенности получения КТ с высоким квантовым выходом

Подавляющее большинство КТ, используемых в аналитических целях, синтезируют как структуры ядро/оболочка, где нанокристаллическое ядро покрыто одной или несколькими оболочками из других полупроводников в целях его защиты и улучшения оптических характеристик КТ. Согласно современным представлениям, нанесение на ядро оболочек из полупроводника с большей шириной запрещённой зоны препятствует безызлучательным переходам электронов во внешнюю среду, а также защищает ядро от химического взаимодействия с ней. Ядро и оболочка обычно представляют собой полупроводники II-VI, IV-VI и III—V групп.

На сегодняшний день наиболее универсальным методом синтеза КТ для аналитических применений является метод коллоидного синтеза, который проводится в жидкой фазе [4]. При этом в случае КТ на основе СёБе самые высокие значения квантового выхода получаемых нанокристаллов достигаются при осуществлении синтеза при высокой температуре, что достижимо при использовании высококипящих органических растворителей. Отличительной особенностью полученных таким образом КТ является наличие органических молекул (поверхностных лигандов) на поверхности нанокристаллов. Основная роль этих лигандов - стабилизация небольших

неорганических частиц в коллоидном растворе. Кроме того, эти лиганды влияют на процессы нуклеации и роста КТ [5-7], модифицируя реакционную способность нанокристаллов [8, 9] или составляющих их молекул. Обычно такие лиганды образуются в результате превращения прекурсоров или являются частью реакционной среды.

Поверхностные лиганды могут оказывать влияние на оптические характеристики КТ, вызывая, например, смещение в спектрах поглощения или люминесценции [10], тушение фотолюминесценции [11, 12] или её усиление [13]. Из-за малого размера КТ обладают большим соотношением поверхности к объёму, благодаря чему они активно взаимодействуют с поверхностным окружением. Атомы, составляющие поверхность КТ, могут нарушать координационную решётку вследствие стерического отталкивания между молекулами лигандов, расположенных на поверхности нанокристалла. Несмотря на то, что этот эффект может быть значительно снижен путём пассивации поверхности ядра с помощью неорганической оболочки [14], орбитали оставшихся непассивированных атомов, как полагают, делают возможным взаимодействие КТ с органическими или неорганическими молекулами, молекулами кислорода и слоями полупроводников, что оказывает влияние на оптические свойства КТ.

1.2 Способы перевода КТ из органического растворителя в водные

среды

Несмотря на значительные преимущества высокотемпературного коллоидного синтеза, он имеет и некоторые недостатки. В частности, полученные таким образом КТ благодаря их поверхностным лигандам стабильны в органической фазе [15-17]. В то же время существует постоянная потребность в ярких и стабильных люминесцентных метках для биологических и медицинских применений, а также в области анализа природных объектов. Метки, применяемые в таких областях, должны

обладать возможностью существовать в одной среде с биологическими объектами, и, следовательно, быть стабильными в водных средах. К сожалению, синтез КТ в водной фазе имеет некоторые ограничения и часто приводит к получению нанокристаллов с достаточно низким квантовым выходом [18—20]. Поэтому важной задачей является обеспечить стабильность изначально полученных в органической фазе КТ в водных растворах.

Несмотря на то, что в идеальном случае свойства структуры ядро/оболочка не зависят от химических взаимодействий, осуществляемых на поверхности, на практике оболочки не всегда полностью изолируют ядро нанокристалла, и, таким образом, на оптические характеристики КТ могут влиять связанные с поверхностью молекулы, рН и другие условия локального окружения.

Другими важными параметрами, которые следует учитывать при модификации КТ для использования в водных средах, является поверхностный заряд, коллоидная стабильность (т.е. устойчивость к агрегации), долговременная стабильность покрытия (т.е. стабильное связывание оболочки с поверхностью КТ) и устойчивость к неспецифической адсорбции белков и других биомолекул на поверхности КТ.

1.2.1 Метод замены лигандов

Существует несколько распространённых способов перевода из органической фазы в водные среды КТ с гидрофобными стабилизирующими лигандами. Одним из них является метод замены лигандов, представляющий собой замещение исходных гидрофобных лигандов на поверхности КТ на гидрофильные, например, на тиольные лиганды с короткой цепью (19, 20), такие как меркаптоуксусная и меркаптопропионовая кислоты. Такой подход приводит к получению относительно небольших (в сравнении с другими методами) частиц, имеющих, тем не менее, низкую коллоидную стабильность и значительно более низкий квантовый выход

фотолюминесценции, который является ключевым параметром эффективности флуорофора (21). Самым популярным типом лигандов являются молекулы с концевой тиольной группой, имеющей наибольшее сродство к поверхности КТ. Кроме того, широко используются лиганды на основе аминов, карбоновых или фосфоновых кислот [22-25].

Один из первых способов получения гидрофильных КТ путём покрытия нанокристаллов Сё8е/7п8 меркаптоуксусной кислотой был разработан ещё в 1998 году [26]. Он основывался на высоком сродстве монотиольных групп к поверхности оболочки сульфида цинка. Вслед за этим было предложено множество монотиольных лигандов для обеспечения стабильности КТ в водных средах. Среди них можно выделить меркаптопропионовую кислоту [27-29], меркаптоундекановую кислоту [30], 4-меркаптобензойную кислоту [31], тиольные производные сахаров [32], тиолированные производные диэтиленгликоля [33], дендроны [34, 35], цистамин [36], цистеин [37] и другие схожие соединения. На сегодняшний день этот подход всё ещё широко применяется из-за простоты получения и высокой коммерческой доступности используемых лигандов.

Квантовые точки, модифицированные с помощью тиольных лигандов, часто имеют относительно низкий срок хранения [38], что, по имеющимся предположениям, связанно с динамическим характером процесса связывания тиольной группы и 7пБ. Кроме того, было обнаружено, что на стабильность тиолсодержащих лигандов влияет рН среды. В частности, было обнаружено, что стабильность коллоидных нанокристаллов, покрытых тиольными лигандами значительно уменьшается при увеличении кислотности раствора. При достижении рН 5 и ниже происходит активное протонирование тиолсодержащих лигандов с последующей их диссоциацией с поверхности нанокристалла, что, по мнению авторов исследования [39], и является основной причиной осаждения стабилизированных таким образом КТ. Также было установлено, что процесс диссоциации является обратимым, а значение

рН, соответствующее равновесному состоянию, зависит от размера наночастиц. Кроме того, снижение однородности покрытия поверхности КТ лигандами со временем приводит к снижению квантового выхода фотолюминесценции КТ. Выраженность тушения люминесценции зависит в основном от размера и заряда тиолсодержащего лиганда [40].

Было обнаружено, что для сохранения коллоидной стабильности и квантового выхода гидрофилизированных КТ критически важна качественная реализация метода обмена лигандов. Например, прочность связи монотиола и сульфида цинка на поверхности может быть повышена путём удаления тиольного водорода в ходе процесса адсорбции [41], а падение интенсивности люминесценции может быть уменьшено при остановке процесса лигандного обмена, выделенной в отдельный этап синтеза. Кроме того, была разработана методика формирования оболочки КТ с одновременным покрытием её гидрофильными лигандами, что позволяет осуществлять наращивание оболочки ZnS и её модификации с помощью водорастворимой меркаптопропионовой кислоты в одну стадию, обеспечивая меньшее снижение квантового выхода модифицированных КТ по сравнению с исходными [42].

На стабильность квантовых точек после перевода в водную фазу также оказывает влияние pH раствора [43]. При высоких значениях pH тиольная группа лиганда подвергается депротонированию с образованием тиолата, который образует более прочную связь с поверхностью КТ, чем тиольная группа [44]. Снижение квантового выхода КТ, вызванное закреплением тиолсодержащих лигандов на поверхности, может быть эффективно снижено путём дальнейшей сшивки или добавления дополнительных слоёв к поверхности [45]. В частности, для этой цели проводили связывание лигандов меркаптопропионовой кислоты с лизином в присутствии дициклогексилкарбодиимида. Стабильность и квантовый выход таких КТ были выше, чем у гидрофилизированных КТ, не подвергавшихся

такой модификации. Тем не менее, из-за значительной толщины покрытия полученные КТ обладали очень большим размером [46].

Цвиттерионные монотиолы, обладающие одновременно положительным и отрицательным зарядом, способны минимизировать гидродинамический размер полученных частиц и снижать уровень неспецифического взаимодействия модифицированных КТ. Тем не менее, несмотря на выдающиеся характеристики, важным недостатком таких лигандов является их нестабильность. Полученные модифицированные с применением цистеина КТ могут выпадать в осадок уже после 24 часов хранения при 4 °С [47]. Применение Э-пеницилламина (рис. 3) в качестве стабилизирующего цвиттерионного лиганда для гидрофилизации КТ позволяет получить намного более стабильные частицы, сохраняющие коллоидную стабильность в диапазоне рН от 5 до 9 и проявляющие высокую химическую стабильность даже в сильно окислительной среде. Предположительно столь высокие показатели достигаются за счёт сниженного взаимодействия между лигандами D-пеницилламина [48].

О N4

1ЧНг ОН

(а) (Ь)

Рис. 3. Химические структуры D-пеницилламина (а) и цистеина (б)

Помимо монодентатных лигандов, перевод КТ в водную фазу

осуществляли с помощью отрицательно заряженной дигидролипоевой

кислоты [49-51]. Полученные таким образом частицы обладали значительно

увеличенным сроком сохранения стабильности - до двух лет при

надлежащем хранении. Тем не менее, из-за низкой плотности размещения

лигандов на поверхности КТ высокая интенсивность люминесценции

исходных нанокристаллов не сохраняется после модификации. Ещё одним

17

ярко выраженным недостатком является то, что отрицательно заряженные лиганды стабильны только в нейтральной и основной среде (рН > 7). Помимо этого, они могут способствовать неспецифической адсорбции белков при использовании в исследовании клеток [52].

Для обхода этих недостатков стабилизированные молекулами дигидролипоевой кислоты КТ с концевыми карбоксильными группами могут быть дополнительно модифицированы [53-56] путем формирования на поверхности различных функциональных групп. В частности, использование полиэтиленгликоля для модификации таких лигандов позволяет получить структуры, способные связываться с биомолекулами. Другие бидентатные тиолы, такие как дитиотреитол [57] и тиолированный Р-циклодекстрин [58] также могут использоваться, хотя ни один из них не позволяет достичь одновременно небольшого размера конечной частицы и высокого квантового выхода.

Другой группой лигандов этого типа являются так называемые карбдитиоаты [59, 60], устойчивые к окислению и прочно закрепляющиеся на поверхности КТ (рис. 4). Их недостатком является достаточно сложный синтез, требующий специализированных реагентов. Для решения этой проблемы были разработаны дитиокарбаматы, отличающиеся крайне простым механизмом синтеза, который заключается в смешивании дисульфида углерода с подходящим аминосодержащим соединением [61]. Стабилизированные таким образом КТ обладают высокой фотостабильностью, но, как и в случае других тиольных лигандов, их квантовый выход снижается более чем на 40% от исходного значения для гидрофобных КТ.

Рис. 4. Химическая структура карбдитиоата

Для увеличения стабильности модифицированных КТ используют также полидентатные лиганды, обладающие большим количеством групп, связывающихся с поверхностью нанокристалла. В качестве таких лигандов могут использоваться сшитые алкилфосфины, модифицированные с помощью диссоцианатогексана для получения олигомерных фосфинов [62]. По сравнению с меркаптопропионовой кислотой такие лиганды обеспечивают стабильность в более широких диапазонах pH и ионной силы раствора. В качестве полидентатных лигандов с терминальными аминогруппами, имеющими достаточное сродство к поверхности ZnS, использовался диблок-сополимер поли(этиленгликоль-b-2-N,N-

диметиламиноэтилметакрилат) [63, 64]. Третичные амины показали высокое сродство к поверхности квантовой точки, а квантовый выход модифицированных таким способом КТ оказался достаточно высоким, хотя и снижался с увеличением размера полимера и стабильности частицы [65].

Ещё одним известным способом является покрытие наночастиц полиэтиленглигколем (ПЭГ). КТ, покрытые ПЭГ, демонстрируют превосходную коллоидную стабильность, но для такого покрытия требуются лиганды с относительно длинными цепями ПЭГ, что приводит к большому гидродинамическому размеру полученных частиц. Кроме того, таким путём сложно получить частицы, имеющие одновременно высокий КВ и высокую стабильность [21].

1.2.2 Метод инкапсуляции с использованием амфифильных молекул

Другим подходом является инкапсуляция стабилизированных в органическом растворителе КТ с помощью амфифильных лигандов, изменяющих свойства поверхности без воздействия на исходные структуры ядро-оболочка и, в частности, без разрушения связей лиганд-поверхность нанокристалла. Это предотвращает образование агрегатов в дисперсии и приводит к более высокому квантовому выходу конечных частиц в сравнении с КТ, переведённых в водную фазу методом обмена лигандов, при котором изменяется исходная поверхность КТ, особенно стабилизирующие кристалл лиганды.

В отличие от процесса прямого обмена лигандов, когда гидрофильные лиганды полностью замещают гидрофобные, в методе инкапсуляции КТ с помощью амфифильных лигандов исходные неполярные молекулы используются как промежуточные связывающие элементы. Гидрофобный фрагмент амфифильного лиганда связывается с гидрофобным стабилизирующим агентом, таким как триоктилфосфиноксид (ТОФО), в то время как гидрофильная часть обеспечивает стабильность в водной среде. Для перевода наночастиц в водную фазу с применением этого способа использовали такие поверхностно-активные вещества, как фосфолипиды [6668], альфа-циклодекстрин [69, 70], и-алкановые кислоты [71] и бромид цетил-триметиламмония [72]. Тем не менее, КТ, стабилизированные указанными лигандами обычно не обладают достаточной стабильностью в условиях, необходимых для работы с биологическими объектами [73].

Для обхода этих недостатков можно использовать амфифильные полимеры (рис. 5), в которых одна полимерная цепь может содержать несколько боковых цепей гидрофобных и гидрофильных фрагментов, связанных с основной несущей полимерной цепью, что значительно увеличивает эффективность связывания такой молекулы с гидрофобными

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Потапкин, Дмитрий Викторович, 2016 год

Список литературы

1. Michalet X. Quantum dots for live cells, in vivo imaging, and diagnostics / F.F. Pinaud, L.A. Bentolila, J.M. Tsay, S. Doose, J.J. Li, G. Sundaresan, A.M. Wu, S.S. Gambhir, S. Weiss // Science - 2005 - V. 28. - № 5709- P.538-544.

2. Resch-Genger, U. Quantum dots versus organic dyes as fluorescent labels / U. Resch-Genger, M. Grabolle, S. Cavaliere-Jaricot, R. Nitschke, T. Nann // Nat. Methods. - 2008. - V.5. - № 9. - P. 763-775.

3. Chan, W.C. Luminescent quantum dots for multiplexed biological detection and imaging / W.C. Chan, D.J. Maxwell, X. Gao, R.E. Bailey, M. Han, S. Nie // Curr. Opin. Biotechnol. - 2002. - V. 13. - P. 40-46.

4. Algar W.R. Beyond Labels: A Review of the Application of Quantum Dots as Integrated Components of Assays, Bioprobes, and Biosensors Utilizing APPLIED SPECTROSCOPY 245 Optical Transduction / W.R. Algar, A.J. Tavares, U.J. Krull // Anal. Chim. Acta. - 2010. - V. 673.- № 1. - P. 1-25.

5. Murray, C.B. Synthesis and Characterization of Nearly Monodisperse CdE (E = S, Se, Te) Semiconductor Nanocrystallites / C.B. Murray, D.J. Noms, M.G. Bawendi // J. Am. Chem. Soc. - 1993. - V.115. - P. 8706-8715.

6. Kairdolf B. A. Semiconductor quantum dots for bioimaging and biodiagnostic applications / B. A Kairdolf, A. M. Smith, T. H. Stokes, M. D. Wang, A. N.Young, S. Nie // Annu. Rev. Anal. Chem. - 2013. - №6 - P. 143-162.

7. Kim J. Y. Colloidal Quantum Dot Materials and Devices: A Quarter -

Century of Advances / J. Y. Kim, O. Voznyy, D. Zhitomirsky, E. H. Sargent // Adv. Mater. - 2013. - №25 - P. 4986-5010.

8. Bera D. Quantum dots and their multimodal applications: a review / Bera D., L. Qian, T. K. Tseng, P. H. // Holloway Materials. - 2010. - №3 - P. 22602345.

9. Reiss, P. Core/Shell Semiconductor Nanocrystals / P. Reiss, M. Protiere, L. Li

// Small. - 2009. - V. 5. - P. 154-168.

115

10. Zhong X. High-quality violet-to red-emitting ZnSe/CdSe core/shell nanocrystals / X. Zhong, R. Xie, Y. Zhang, T. Basche, W. Knoll // Chem. Mater. - 2005. - №17. - P. 4038-4042.

11.Kim H. Synthesis and characterization of Co/CdSe core/shell nanocomposites: bifunctional magnetic-optical nanocrystals / H. Kim, M. Achermann, L. P. Balet, J. A. Hollingsworth, V. I. Klimov // J Am Chem. Soc. - 2005. - №127 - P. 544-546.

12.Nadagouda M. N. A greener synthesis of core (Fe, Cu)-shell (Au, Pt, Pd, and Ag) nanocrystals using aqueous vitamin C / M. N. Nadagouda, R. S. Varma // Crystal Growth and Design. - 2007. - P. 2582-2587.

13.Reiss P. Low polydispersity core/shell nanocrystals of CdSe/ZnSe and CdSe/ZnSe/ZnS type: preparation and optical studies / P. Reiss, S. Carayon, J. Bleuse, A. Pron // Synth. Met. - 2003. - P. 649-652.

14.Li Ruifeng. Band alignment of ZnO/CdSe quantum dots heterojunction determined by ultraviolet photoelectron spectroscopy using synchrotron radiation / Ruifeng Li, Chunfeng Cai, Lian Hu, Huizhen Wu, Wenhua Zhang, Junfa Zhu // Applied Surface Science Volume. - 2013. - №276. - P. 258-261.

15.Devine Adam L. Near-Ultraviolet Photodissociation of Thiophenol / Adam L. Devine, Michael G. D. Nix, Richard N. Dixon and Michael N. R. Ashfold // J. Phys. Chem. A. - 2008. - P. 9563-9574.

16.Ni Zhijun. Role of surface ligands in optical properties of colloidal CdSe/CdS quantum dots / Zhijun Ni, Matyas Molnar Yun Chen,ab Peter Friberg, Liming Gan, Hans Agrena, Ying Fua // Phys. Chem. Chem. Phys. - 2011. -№13. - P. 5848-5854.

17. Aue Donald H. Quantitative proton affinities, ionization potentials, and hydrogen affinities of alkylamines / Donald H. Aue, Hugh M. Webb, Michael T. Bowers // J. Am. Chem. Soc. - 1976. - №98 (2). - P. 311-317.

18.M Montalti, A Credi, L Prodi, MT Gandolfi, Handbook of photochemistry. CRC press

19.Medintz IL. Quantum dot bioconjugates for imaging, labelling and sensing / IL Medintz, HT Uyeda, ER Goldman, H .Mattoussi // Nat Mater. - 2005. -№4(6). - P. 435-446.

20.Palui G. Strategies for interfacing inorganic nanocrystals with biological systems based on polymer-coating / G. Palui, F. Aldeek, W Wang, H. Mattoussi // Chemical Society Reviews. - 2015. - №44. - P193-227.

21.Delehanty, J.B. Active cellular sensing with quantum dots: Transitioning from research tool to reality; a review / J.B. Delehanty, K. Susumu, R.L. Manthe, W.R. Algar, I.L. Medintz // Analytica Chimica Acta. - 2012. - V. 750. - P. 63-81.

22. Blackman B. Bright and Water-Soluble Near IR-Emitting CdSe/CdTe/ZnSe Type-II/Type-I Nanocrystals, Tuning the Efficiency and Stability by Growth / B. Blackman, D. Battaglia, X. Peng // Chem. Mater. - 2008. - №20(15). -P. 4847-4853.

23.Xie R. Synthetic Scheme for High-Quality InAs Nanocrystals Based on Self-Focusing and One-Pot Synthesis of InAs-Based Core-Shell Nanocrystals / R. Xie, X. Peng // Angew. Chem. Int. Ed. - 2008. - №47(40). - P. 7677-7680.

24.Xie R. Synthesis of Cu-Doped InP Nanocrystals (d-dots) with ZnSe Diffusion Barrier as Efficient and Color-Tunable NIR Emitters / R. Xie, X. Peng // J. Am. Chem. Soc. - 2009. - №131(30). - P. 10645-10651.

25.Kim S. W. Engineering InAsxP1 -x/InP/ZnSe III-V Alloyed Core/Shell Quantum Dots for the Near-Infrared / S.W. Kim, J.P. Zimmer, S. Ohnishi, J.B. Tracy, J.V. Frangioni, M.G. Bawendi // J. Am. Chem. Soc. - 2005. -№127(30). - P. 10526-10532.

26.Xie R.G. InAs/InP/ZnSe Core/Shell/Shell Quantum Dots as Near-Infrared Emitters: Bright, Narrow-Band, Non-Cadmium Containing, and Biocompatible / R.G. Xie, K. Chen, X.Y. Chen, X.G. Peng // Nano Res. -2008. - 1(6). - P. 457-464.

27.Zhong X. High-Quality Violet- to Red-Emitting ZnSe/CdSe Core/Shell Nanocrystals / X. Zhong, R. Xie, Y. Zhang, T. Basche', W. Knoll // Chem. Mater. - 2005. - №17(16) - P. 4038-4042.

28.Kim S.Reverse Type-I ZnSe/InP/ZnS Core/Shell/Shell Nanocrystals: Cadmium-Free Quantum Dots for Visible Luminescence / S. Kim, J. Park, T. Kim, E. Jang, S. Jun, H. Jang, B. Kim, S.-W. Kim // Small. - 2011. - 7(1). -P.70-73.

29.Smith A.M. Tuning the Optical and Electronic Properties of Colloidal Nanocrystals by Lattice Strain / A.M. Smith, A.M. Mohs, S. Nie // Nat. Nanotechnol. - 2009. -4(1). - P. 56-63.

30.Galland C. Two Types of Luminescence Blinking Revealed by Spectroelectrochemistry of Single Quantum Dots / C. Galland, Y. Ghosh, A. Steinbruck, M. Sykora, J.A. Hollingsworth, V.I. Klimov, H. Htoon // Nature. - 2011. - 479(7372). - P. 203-U275.

31.Clarke S. Covalent Monofunctionalization of Peptide-Coated Quantum Dots for Single-Molecule Assays / S. Clarke, F. Pinaud, O. Beutel, C.J. You, J. Piehler, M. Dahan // Nano Lett. - 2010. - 10(6). - P. 2147-2154.

32.Ehrensperger M. V. Multiple Association States between Glycine Receptors and Gephyrin Identified by SPT Analysis / M.V. Ehrensperger, C. Hanus, C. Vannier, A. Triller, M. Dahan // Biophys. J. 2007. 92(10). - P. 3706-3718.

33.Dertinger T. Fast, Background-Free, 3D Super- Resolution Optical Fluctuation Imaging (SOFI) / T. Dertinger, R. Colyer, G. Iyer, S. Weiss, J. Enderlein // P. Natl. Acad. S. USA. - 2009. - 106(52). - P. 22287-22292.

34.Lee S. F. Brightening, Blinking, Bluing and Bleaching in the Life of a Quantum Dot: Friend or Foe? / S.F. Lee, M.A. Osborne // ChemPhysChem. -2009. - 10(13). - P. 2174-2191.

35.K.X. Hay, V.Y. Waisundara, Y. Zong, M.-Y. Han, D. Huang. ''CdSe Nanocrystals as Hydroperoxide Scavengers: A New Approach

36.to Highly Sensitive Quantification of Lipid Hydroperoxides''. Small. 2007. 3(2):290-293.

37.Bruchez, M. Semiconductor Nanocrystals as Fluorescent Biological Labels / M. Bruchez, M. Moronne, P. Gin, S. Weiss, A.P. Alivisatos // Science. -1998. - 281(5385). - P. 2013-2016.

38.Javier A. Activated and Intermittent Photoluminescence in Thin CdSe Quantum Dot Films / Javier, G.F. Strouse // Chem. Phys. Lett. 2004. 391(1-3): 60-63.

39.Zipfel, W.W. Webb. Blinking and Nonradiant Dark Fraction of Water-Soluble Quantum Dots in Aqueous Solution / Zipfel, W.W. Webb // P. Natl. Acad. S. USA. - 2005. - 102(40). - P. 14284-14289.

40.Pons T. Single-Molecule Colocalization Studies Shed Light on the Idea of Fully Emitting versus Dark Single Quantum Dots / T. Pons, I.L. Medintz, D. Farrell, X. Wang, A.F. Grimes, D.S. English, L. Berti, H. Mattoussi // Small. -2011. - 7(14). - P. 2101-2108.

41.Durisic N. A Common Mechanism Underlies the Dark Fraction Formation and Fluorescence Blinking of Quantum Dots / N. Durisic, P.W. Wiseman, P. Grutter, C.D. Heyes // ACS Nano. - 2009. - 3(5). - P. 1167-1175.

42.I.L. Medintz. Self-Assembled Nanoscale Biosensors Based on Quantum Dot FRET Donors / I.L. Medintz, A.R. Clapp, H. Mattoussi, E.R. Goldman, B. Fisher, J.M. Mauro // Nat. Mater. - 2003. - 2(9) - P. 630-638.

43.Hines M.A. Synthesis and Characterization of Strongly Luminescing ZnS-Capped CdSe Nanocrystals / M.A. Hines, P. Guyot-Sionnest // J. Phys. Chem. - 1996. - 100(2). - P. 468-471.

44.Dabbousi B. O. CdSe)ZnS Core-Shell Quantum Dots: Synthesis and Characterization of a Size Series of Highly Luminescent Nanocrystallites / B.O. Dabbousi, J. RodriguezViejo, F.V. Mikulec, J.R. Heine, H. Mattoussi, R. Ober, K.F. Jensen, M.G. Bawendi // J. Phys. Chem. B. - 1997. - 101(46) -P. 9463-9475.

45.Wang X. Y. Non-Blinking Semiconductor Nanocrystals / X.Y. Wang, X.F. Ren, K. Kahen, M.A. Hahn, M. Rajeswaran, S. Maccagnano-Zacher, J.

Silcox, G.E. Cragg, A.L. Efros, T.D. Krauss // Nature. - 2009. - 459(7247). -P. 686-689.

46. Talapin D.V. CdSe/CdS/ZnS and CdSe/ZnSe/ZnS Core-Shell- Shell Nanocrystals / D.V. Talapin, I. Mekis, S. Gotzinger, A. Kornowski, O. Benson, H. Weller // J. Phys. Chem. B. - 2004. - 108(49) - P. 18826-18831.

47. Xie R.G. Synthesis and Characterization of Highly Luminescent CdSe-Core CdS/Zn0.5Cd0.5S/ZnS Multishell Nanocrystals / R.G. Xie, U. Kolb, J.X. Li, T. Basche, A. Mews // J. Am. Chem. Soc. - 2005. - 127(20). - P. 7480-7488.

48. Al-Salim N. Synthesis of CdSeS Nanocrystals in Coordinating and Noncoordinating Solvents: Solvent's Role in Evolution of the Optical and Structural Properties / N. Al-Salim, A.G. Young, R.D. Tilley, A.J. McQuillan, J. Xia // Chem. Mater. -2007. - 19(21). - P. 5185-5193.

49. Zhong X. Composition-Tunable ZnxCd1-xSe Nanocrystals with High Luminescence and Stability / X. Zhong, M. Han, Z. Dong, T.J. White, W.Knoll //. J. Am. Chem. Soc. - 2003. - 125(28). - P. 8589-8594.

50. Micic O.I. Synthesis of Extremely Small InP Quantum Dots and Electronic Coupling in Their Disordered Solid Films / O.I. Micic, S.P. Ahrenkiel, A.J. Nozik // Appl. Phys. Lett. - 2001. - 78(25). - P. 4022-4024.

51. Battaglia D. Formation of High Quality InP and InAs Nanocrystals in a Noncoordinating Solvent / D. Battaglia, X. Peng // Nano Lett. - 2002. - 2(9). -P. 1027-1030.

52. Swafford L.A. Homogeneously Alloyed CdSxSe1-x Nanocrystals: Synthesis, Characterization, and Composition/Size-Dependent Band Gap / L.A. Swafford, L.A. Weigand, M.J. Bowers, J.R. McBride, J.L. Rapaport, T.L. Watt, S.K. Dixit, L.C. Feldman, S.J. Rosenthal // J. Am. Chem. Soc. - 2006. -128(37). - P. 12299-12306.

53. Shiohara A. Sized Controlled Synthesis, Purification, and Cell Studies with Silicon Quantum Dots / A. Shiohara, S. Prabakar, A. Faramus, C.-Y. Hsu, P.S. Lai, P.T. Northcote, R.D. Tilley // Nanoscale. - 2011. - 3(8). - P. 33643370.

54. Erogbogbo F. In Vivo Targeted Cancer Imaging, Sentinel Lymph Node Mapping and Multi-Channel Imaging with Biocompatible Silicon Nanocrystals / F. Erogbogbo, K.T. Yong, I. Roy, R. Hu, W.C. Law, W.W. Zhao, H. Ding, F. Wu, R. Kumar, M.T. Swihart, P.N. Prasad // ACS Nano. -

2011. - 5(1). - P. 413-423.

55. Chou L.Y.T. Nanotoxicology No Signs of Illness / L.Y.T. Chou, W.C.W. Chan // Nat. Nanotechnol. - 2012. - 7(7). - P. 416-417.

56. Ghaderi S. Fluorescence Nanoparticles ''Quantum Dots as Drug Delivery System and Their Toxicity: A Review / S. Ghaderi, B. Ramesh, A.M. Seifalian // J. Drug Targeting. - 2011. - 19(7) - P. 475-486.

57. Winnik F. M. Quantum Dot Cytotoxicity and Ways To Reduce It / F.M. Winnik, D. Maysinger // Acc. Chem. Res. - 2012. - DOI: 10.1021/ar3000585.

58. Xu S. Rapid Synthesis of Highly Luminescent InP and InP/ZnS Nanocrystals / S. Xu, J. Ziegler, T. Nann // J. Mater. Chem. - 2008. - 18(23). - P. 26532656.

59. Greco T. InP/ZnSe/ZnS Core-Multishell Quantum Dots for Improved Luminescence Efficiency / T. Greco, C. Ippen, A. Wedel // Proc. SPIE. -

2012. - V.84. - P.24-39.

60. Park J. CuInSe/ZnS Core/Shell NIR Quantum Dots for Biomedical Imaging / J. Park, C. Dvoracek, K.H. Lee, J.F. Galloway, H.-e. C. Bhang, M.G. Pomper, P.C. Searson // Small. - 2011. - 7(22). - P. 3148-3152.

61. Peng Z. A. Formation of High-Quality CdTe, CdSe, and CdS Nanocrystals Using CdO as Precursor / Z.A. Peng, X.G. Peng // J. Am. Chem. Soc. - 2001.

- 123(1). - P. 183-184.

62. Qu L. H. Alternative Routes Toward High Quality CdSe Nanocrystals / L.H. Qu, Z.A. Peng, X.G. Peng // Nano Lett. - 2001. - 1(6). - P. 333-337.

63. Zhang W. J. Design and Synthesis of Highly Luminescent Near-Infrared-Emitting Water-Soluble CdTe/CdSe/ZnS Core/Shell/Shell Quantum Dots / W.J. Zhang, G.J. Chen, J. Wang, B.C. Ye, X.H. Zhong // Inorg. Chem. - 2009.

- 48(20). - P. 9723-9731.

64. Deng Z.T. Aqueous Synthesis of Zinc Blende CdTe/CdS Magic-Core/Thick-Shell Tetrahedral-Shaped Nanocrystals with Emission Tunable to Near-Infrared / Z.T. Deng, O. Schulz, S. Lin, B.Q. Ding, X.W. Liu, X.X. Wei, R. Ros, H. Yan, Y. Liu // J. Am. Chem. Soc. - 2010. - 132(16). - P. 5592.

65.Yuan Z.M. Synthesis of Highly Luminescent CdTe/ZnO Core/Shell Quantum Dots in Aqueous Solution / Z.M. Yuan, Q. Ma, A.Y. Zhang, Y.Q. Cao, J. Yang, P. Yang // J. Mater. Sci. - 2012. - 47(8). - P. 3770-3776.

66. Parak W.J. Labelling of Cells with Quantum Dots / W.J. Parak, T. Pellegrino, C. Plank // Nanotechnology. - 2005. - 16(2). -P. 9-25.

67. Sapsford K.E. Functionalizing Nanoparticles with Biological Molecules: Developing Chemistries that Facilitate Nanotechnology / K.E. Sapsford, W.R. Algar, L. Berti, K.B. Gemmill, B. Casey, E. Oh, M.H. Stewart, I.L. Medintz // Chem. Rev. - 2013. - 113 (3). - P. 1904-2074.

68. Lees. E.E. The Preparation of Colloidally Stable, Water-Soluble, Biocompatible, Semiconductor Nanocrystals with a Small Hydrodynamic Diameter ACS / E.E. Lees, T.L. Nguyen, A.H.A. Clayton, P. Mulvaney, B.W. Muir // Nano. - 2009. - 3(5). - P. 1121-1128.

69. Yu W.W. Forming Biocompatible and Nonaggregated Nanocrystals in Water Using Amphiphilic Polymers / W.W. Yu, E. Chang, J.C. Falkner, J.Y. Zhang, A.M. Al-Somali, C.M. Sayes, J. Johns, R. Drezek, V.L. Colvin // J. Am. Chem. Soc. - 2007. - 129(10). - P. 2871-2879.

70. Pellegrino T. Hydrophobic Nanocrystals Coated with an Amphiphilic Polymer Shell: A General Route to Water Soluble Nanocrystals / T. Pellegrino, L. Manna, S. Kudera, T. Liedl, D. Koktysh, A.L. Rogach, S. Keller, J. Radler, G. Natile, W.J. Parak // Nano Lett. - 2004. - 4(4). - P. 703707.

71. Beloglazova N.V.Quantum dot based rapid tests for zearalenone detection / N.V. Beloglazova, E.S. Speranskaya, S.De Saeger, S. Abé, I.Yu. Goryacheva // Anal. Bioanal. Chem. - 2012. - V.403. - P. 3013-3024.

72. Luccardini, C. Size, Charge, and Interactions with Giant Lipid Vesicles of Quantum Dots Coated with an Amphiphilic Macromolecule / C. Luccardini, C. Tribet, F. Vial, V. Marchi-Artzner, M. Dahan // Langmuir. - 2006. - 22(5). - P. 2304-2310.

73. Janczewski D. Synthesis of Functionalized Amphiphilic Polymers for Coating Quantum Dots / D. Janczewski, N. Tomczak, M.Y. Han, G.J. Vancso // Nat. Protoc. - 2011. - 6(10). - P. 1546-1553.

74. Yildiz A. Biocompatible CdSe-ZnS Core-Shell Quantum Dots Coated with Hydrophilic Polythiols / Yildiz, B. McCaughan, S.F. Cruickshank, J.F. Callan, F.M. Raymo // Langmuir. - 2009. - 25(12). - P. 7090-7096.

75. Liu W.H. Compact Biocompatible Quantum Dots via RAFT-Mediated Synthesis of Imidazole-Based Random Copolymer Ligand / W.H. Liu, A.B. Greytak, J. Lee, C.R. Wong, J. Park, L.F. Marshall, W. Jiang, P.N. Curtin, A.Y. Ting, D.G. Nocera, D. Fukumura, R.K. Jain, M.G. Bawendi // J. Am. Chem. Soc. - 2010. - 132(2). - P. 472-483.

76. Medintz C. Universal Tools for Biomolecular Attachment to Surfaces / C. Medintz // Nat. Mater. - 2006. - 5(11). - P. 842-842.

77. Oh J.K. Surface Modification of Colloidal CdX-Based Quantum Dots for Biomedical Applications / J.K. Oh // J. Mater. Chem. - 2010. - 20(39). - P. 8433-8445.

78. Clapp A.R. Förster Resonance Energy Transfer Investigations Using Quantum-Dot Fluorophores / A.R. Clapp, I.L. Medintz, H. Mattoussi // Chem Phys Chem. - 2006. - 7. - P. 47-57

79. Algar W.R. Beyond labels: a review of the application of quantum dots as integrated components of assays, bioprobes, and biosensors utilizing optical transduction / W.R. Algar, A.J. Tavares, U.J. Krull // Anal. Chim. Acta. -2010. - 673(1). - P. 1-25.

80. Goryacheva I.Y. Synthesis and bioanalytical applications of nanostructures multiloaded with quantum dots / I.Y. Goryacheva, E.S. Speranskaya, V.V.

Goftman, D Tang, S. De Saeger // TrAC-Trend Anal. Chem. - 2015. - 66. - P. 53-62.

81.Семчиков Ю.Д. Дендримеры - новый класс полимеров / Ю.Д. Семчиков // Соросовский образовательный журнал. - 1998. - 12. - C. 45-51.

82. U.S. patent 4,507,466

83. Cowie J.M.G. Polymers: chemistry & physics of modern materials, 2nd edn / J.M.G. Cowie // Glasgow UK: Chapman & Hall. - 1991. - P. 436.

84. Frechet J.M.J. Functional polymers and dendrimers: reactivity, molecular architecture, and interfacial energy / Frechet J.M.J. // Science. - 1994. - 263. -P. 1710-1775.

85. Kumar Peeysh. Dendrimer: a novel polymer for drug delivery / Peeysh Kumar, KP Meena, Pramod Kumar, C. Choudhary, DS Thakur, P. Bajpayee // Journal of Innovative Trends in Pharmaceutical Sciences. - 2010. - 1(6). - P. 252-269.

86.Hawker C.J. Preparation of polymers with controlled molecular architecture. A new convergent approach to dendritic macromolecules / C.J. Hawker, J.M.J. Frechet // J. Am. Chem. Soc. - 1990. - 112. P. 7638-7647.

87.Miller T.M. Convergent synthesis of monodisperse dendrimers based upon 1,3,5-trisubstituted benzenes / T.M. Miller, T.X. Neenan // Chemistry of Materials. - 1990. - 2. - P. 346-349.

88.Elshakre M. A structural study of carbosilane dendrimers versus polyamidoamine / M. Elshakre, A.S. Atallah, S. Santos, S. Grigoras // Comput. Theor. Polym. Sci. - 2000. - V.10. - P. 21-28.

89.Percec V. Structural analysis of cylindrical and spherical supramolecular dendrimers quantifies the concept of monodendron shape control by generation number / V. Percec, W.D. Cho, P.E. Mosier, G. Ungar, D.J.P. Yeardley // Journal of the American Chemical Society. - 1998. - 120. - P. 11061-11070.

90.Kesharwani P. Dendrimer as nanocarrier for drug delivery / P. Kesharwani, P.

Jain, P. Kumar // Progress in Polymer Science. - 2014. - 39. - P. 268-307.

124

91.Albertazzi L. In vivo distribution and toxicity of PAMAM dendrimers in the central nervous system depend on their surface chemistry / L. Albertazzi, L. Gherardini, M. Brondi, Sato S Sulis, A. Bifone, T. Pizzorusso, G.M. Ratto, G. Bardi // Mol Pharm. - 2013. - 10(1). - P. - 249-260.

92.Kobayashi H. Macromolecular MRI contrast agents with small dendrimers: pharmacokinetic differences between sizes and cores / H. Kobayashi, S. Kawamoto, S.K. Jo, H.L. Jr Bryant, M.W. Brechbiel, R.A. Star // Bioconjug. Chem. - 2003. - 14(2). - P. 388-394.

93.Lee I. Structural molecular dynamics studies on polyamidoamine dendrimers for a therapeutic application: effects on pH and generation / I. Lee, B.D. Athey, A.W. Wetzel, W. Meixner, J.R. Baker // Macromolecules - 2002 -V. 35. - 4510-4520.

94.Geraldo D.A. Supramolecular complexes of quantum dots and a polyamidoamine (PAMAM)-folate derivative for molecular imaging of cancer cells / E.F. Duran-Lara, D. Aguayo, R.E. Cachau, J. Tapia, R. Esparza, M.J. Yacaman, F.D. Gonzalez-Nilo, L.S. Santos // Anal. Bioanal. Chem. -2011. - 400(2). - P. 483-492.

95.Li Z. Aptamer-conjugated dendrimer-modified quantum dots for cancer cell targeting and imaging / Z. Li, P. Huan, R. He, J. Lin, S. Yang, X. Zhang, Q. Ren, D. Cui // Materials Letters. - 2009. - 64(3). - P. 375-378.

96.Akin M. PAMAM-functionalized water soluble quantum dots for cancer cell targeting / M. Akin, R. Bongartz, J.G. Walter, D.O. Demirkol, F. Stahl, S. Timur, T. Scheper // J Mater Chem. - 2012. - 22. - P. 11529-11536.

97.Jasieniak J. Phosphine-free synthesis of CdSe nanocrystals / J. Jasieniak, C. Bullen, J. van Embden, P. Mulvaney // The Journal of Physical Chemistry B. - 2005. - 109 (44). - P. 20665-20668.

98.G.T. Hermanson. Bioconjugate techniques, Second edition. Academic Press, Inc., 2008.

99.Susumu K. Multifunctional compact zwitterionic ligands for preparing robust

biocompatible semiconductor quantum dots and gold nanoparticles / K.

125

Susumu, E. Oh, J.B. Delehanty, J.B .Blanco-Canosa, B.J. Johnson, V. Jain, W.J. Hervey 4th, W.R. Algar, K Boeneman, P.E. Dawson, I.L. Medintz // J. Am. Chem. Soc. - 2011. - 133(24) - P. 9480-9946.

100.Liu W. Compact Biocompatible Quantum Dots Functionalized for Cellular Imaging / W. Liu, M. Howarth, A.B. Greytak, Y. Zheng, D.G. Nocera, A.Y. Ting, M.G. Bawendi // J. Am. Chem. Soc. - 2008. - 130 (4). - P. 1274-1284.

101.Uyeda H.T. Synthesis of Compact Multidentate Ligands to Prepare Stable Hydrophilic Quantum Dot Fluorophores / H.T. Uyeda, I.L. Medintz, J.K. Jaiswal, S.M. Simon, H. Mattoussi // J. Am. Chem. Soc. - 2005. - 127 (11). -P. 3870-3878.

102.Rong, G. Monitoring the size and lateral dynamics of ErbB1 enriched membrane domains through live cell plasmon coupling microscopy / G. Rong, B.M. Reinhard // PLoS ONE. - 2012. - 7 (3). - e34175. doi: 10.1371/journal.pone.0034175.

103.Shukla S. Synthesis and biological evaluation of folate receptortargeted boronated PAMAM dendrimers as potential agents for neutron capture therapy. / S. Shukla, G. Wu, M. Chatterjee, W. Yang, M. Sekido, L.A. Diop, et al // Bioconjug. Chem. - 2003. - 14. - P. 158-167.

104.Commission Regulation 1126/2007 of 28 September 2007 amending Regulation (EC) No.1881/2006 setting maximum levels for certain contaminants in food stuffs as regards Fusarium toxins in maize and maize products. Official Journal of the EuropeanUnionL255/14

105.Petryayeva E. Quantum dots in bioanalysis: a review of applications across various platforms for fluorescence spectroscopy and imaging / E. Petryayeva, W.R Algar, I.L. Medintz // Appl Spectrosc. - 2013. - Mar. 67(3) - P. 215252.

106.Commission Decision 657/2002 of 12 August 2002 implementing Council Directive 96/23/EC concerning the performance of analytical methods and the interpretation of results. Official Journal of the European Communities L 221/8 (August 17).