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Zusammenfassung und Ausblick 194
gezielt eingestellt werden kann. Anschließend werden die Kolloide mit einer
Silicaschale einstellbarer Dicke beschichtet. Dabei zeigte es sich, dass die
Eigenschaften der einzelnen Nanopartikel in der Silicamatrix weitgehend erhalten
bleiben, während gleichzeitig die chemische und optische Stabilität der Partikel
deutlich erhöht wird. Durch Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem
Plasma konnte eine stark reduzierte Freisetzung von cytotoxischen Cd 2+ -Ionen
aus den Silica-Kolloiden und somit eine verbesserte Biokompatibilität der Multi-
kernpartikel nachgewiesen werden.
Im Hinblick auf die Anwendung von Halbleiter-NP als Marker in den Lebens-
wissenschaften wurde die lichtinduzierte Fluoreszenzverstärkung von CdSe/ZnS-
dotierten Silica-Kolloiden in unterschiedlicher Partikelumgebung untersucht. Durch
Photoaktivierung kann eine bis zu zehnfach erhöhte Lumineszenz erreicht und
über mehrere Tage bis Wochen stabilisiert werden. Auf diese Weise erhält man
einen deutlich besseren Kontrast bei Langzeitexperimenten, als es bisher mit
organischen Farbstoffen oder ligandenstabilisierten Quantenpunkten möglich ist.
Das Fluoreszenzverhalten der in die Silica-Matrix eingebetteten Quantenpunkte
zeigt eine signifikante Abhängigkeit vom umgebenden Lösungsmittel (Wasser,
Ethanol oder physiologische Phosphat-Puffer-Lösung), der Intensität des
anregenden Lichts und der Dicke der äußeren Silica-Schale. Mit Hilfe der
erhaltenen Resultate war es möglich, ein neues qualitatives Modell für die
lichtinduzierten Aktivierungs- und Desaktivierungsprozesse in Multikernpartikeln
zu entwickeln: Die Fluoreszenzverstärkung der in die Silica-Matrix eingebetteten
CdSe/ZnS-NP erfolgt aufgrund lichtinduzierter Wechselwirkungen mit den
Lösungsmittel- und Sauerstoffmolekülen bzw. -ionen. Dies führt zunächst zu einer
Passivierung der Partikeloberfläche durch Adsorption dieser Spezies und zur
lichtinduzierten Bildung von O2 - -Ionen. Anschießend erfolgt dann eine Oxidation
durch die gebildeten Sauerstoffionen, woraus eine Umstrukturierung der
Oberfläche folgt. Durch die Oberflächentransformation wird die Anzahl der
Oberflächendefekte reduziert, was zu einer weiteren Steigung der Fluoreszenz-
intensität führt. Die äußere Silica-Schicht stellt bei dem Aktivierungsprozess eine
Barriere dar, die die Diffusion der Sauerstoff- und Lösungsmittelmoleküle reguliert
und somit Desaktivierungsprozesse durch zu rasche Oxidation unterdrückt.
Darüber hinaus konnte auch eine lichtinduzierte Fluoreszenzverstärkung in Silica-