量子点荧光探针合成及应用
氧化锌量子点的制备及应用研究
氧化锌量子点的制备及应用研究量子点具有尺寸的效应，能够将原本呈现出带边缘缺陷的半导体材料转化为具有优异的物理和化学特性的半导体材料，并且具有可调节的光电性能、优异的发光特性、优异的生物相容性等优势，使其在电子学，荧光探针，生物成像等领域有着广泛的应用，其中氧化锌量子点就是其中之一。
本文就氧化锌量子点的制备及应用研究进行探究。
1. 氧化锌量子点制备技术氧化锌量子点的制备方法主要分为物理法、化学法和生物法三类。
1.1 物理法制备物理法偏重于利用物理方法制备氧化锌量子点，如溅射、激光蒸发、分子束外延等方法。
其中，往往选择高温和惰性气体等工作条件，来获得粒子分布均匀、尺寸稳定的氧化锌量子点。
但是，物理方法虽然可以获得质量好的氧化锌量子点，但是其制备成本高、制备过程复杂等缺点限制了该方法的应用。
1.2 化学法制备化学法是目前氧化锌量子点制备的主要方法，包括热分解、化学还原、水热法、微乳法、常温反应法等。
其中，热分解法是其中一种简便易行的氧化锌量子点制备工艺，无需高精密仪器和高温条件等，这种方法使制备成本大量降低，确保了氧化锌量子点在大规模应用中更多的可靠性和可操作性。
1.3 生物法制备生物法分为微生物法和生物合成法，它是一种相对来说新的技术，但目前已被证明成功运用在制备量子点领域。
使用微生物会是操作简便，并同时大大降低氧化锌量子点制备成本，但是微生物法还存在规模化转化和工艺优化等问题，需要进一步完善和提高。
2. 氧化锌量子点的应用2.1 光电存储器氧化锌量子点在光电记忆器方面的应用也广泛被关注，在数码相机和闪存中得到成功验证，发现它与传统的闪存相比具有快速读写和易于扩展等优点。
2.2 电子传输氧化锌量子点在电子传输领域的应用已经逐渐成熟，通过控制数量和尺寸，可以通过调节量子点的势垒和条带等方面优化介电常数，实现优化体系的电功能特性。
2.3 生物荧光探针氧化锌量子点作为一种新型的荧光探针，由于其发光稳定性、高量化检测和环境适应性等特性，而广泛应用于生物医学成像和细胞标记等领域，并取得很好的荧光探针效果。
功能性量子点荧光探针在生物医学中的应用
量子点在细胞中的中的标记效果
野生型酵母细胞与工程化酵母细胞内荧光强度的比较
7
量子点在细胞中的中的标记效果
8
人上皮细 胞用五种 不同的量 子点的多 色成像
The multicolor imaging of fixed human epithelial cells using five different color QDs.
5
Fluorescence micrographs of QD-stained cells and tissues
a:肌动蛋白染色固定的3T3 成纤维细胞 b:活的MDA-MB-231乳腺 肿瘤细胞 c:哺乳动物细胞 d:冰冻组织标本和核染料。
a: Actin staining on fixed 3 T3 fibroblast b: Live MDA-MB-231 breast cells c: Mammalian cells. d: Frozen tissue specimens and a nuclear dye
量子点的性质
斯托克斯位移（Stokes shift） 与有机染料相比，量子点具有较大的斯托克斯频移。因此，光谱检测可 以实现在低强度信号下检测到荧光。另外，生物医学器官通常有很强的 自体荧光（autofluorescence）。有机荧光染料使用时必须使用过滤器作 为荧光探测器，这将大大削弱荧光输出强度，而且信号通常会被器官的 自体荧光所覆盖。然而，量子点荧光信号可以克服自发荧光的影响，可 以清楚地从背景中区分。量子点的荧光发射光谱相对较窄，且能同时呈 现不同的颜色。所以，不同成分的荧光标记实验中可以同时获得彩色图 像（multicolor images）。
功能性量子点荧光探针
—在肿瘤影像诊断中的应用
量子点技术在生物检测中的应用
量子点技术在生物检测中的应用随着现代科技的不断更新和发展，生物检测已经成为了一个相当重要的领域。
在医学、环保、食品安全以及生物学研究等方面，生物检测都发挥着非常重要的作用。
而在生物检测的实际应用中，一项名为“量子点技术”的新兴技术开创了更为广阔的应用空间。
一、量子点技术简介量子点技术是一种半导体纳米材料的制备技术。
所谓“量子点”，是指由数十、数百个原子组成的微小颗粒。
它的特点是具有优异的特殊性能，成为了研究热点。
在实际应用中，量子点材料作为一种纳米材料，具有可调控的荧光性质、极窄的发射峰、高荧光量子产率、宽波段吸收和宽波段荧光等优异特性，这种性质赋予了量子点技术独特的应用优势。
二、量子点技术在生物检测中的优势相比传统的生物检测技术，量子点技术在生物检测方面表现出了明显的优越性。
1. 灵敏度高量子点的特有构造使其对外部环境的变化非常敏感，其荧光信号的变化可以反映样本中的生物分子含量的改变。
因此，通过荧光信号的变化，我们可以获得对生物样本中生物分子浓度的高灵敏度检测。
2. 选择性好量子点技术可以制备出具有红外吸收的量子点，这种涂层在生物检测的应用中非常有用。
因为在生物检测中，原生物分子的红外光谱特征非常强烈，研究人员可以将这种红外吸收的量子点与目标分子配对使用，达到高度选择性的生物分子检测效果。
3. 容易操作量子点技术中使用的微纳制造技术已经得到了相当程度的成熟，这使得量子点材料可以在实验室级别中得到制备和处理。
另外，制备好的量子点也很容易与蛋白质等生物分子配对，产生一定的荧光信号，从而实现生物检测。
三、量子点技术在生物检测中的实际应用1. 生物分子分析在生物分子分析中，我们可以将目标分子与滴定水和标记材料混合，观察荧光信号的变化来检测其浓度。
这种方法特别适用于癌症细胞、病毒和细菌等生物标志物的检测。
2. 细胞成像量子点技术可以将荧光粒子添加到目标细胞中，然后再配对一个合适的激发波长来观察细胞成像。
量子点和荧光粉
量子点和荧光粉量子点和荧光粉是两种具有特殊荧光性质的材料，它们在科学研究和工业应用中发挥着重要的作用。
本文将从量子点和荧光粉的定义、制备方法、荧光性质和应用领域等方面进行介绍和探讨。
一、量子点的定义及制备方法量子点是一种纳米级的半导体材料，其尺寸在1到10纳米之间。
它由几百到几千个原子组成，具有特殊的电子结构和量子效应。
量子点的制备方法有多种，常见的包括溶液法、气相法、微乳液法等。
其中，溶液法是一种常用且简单的方法，通过溶剂中的化学反应将金属离子还原为金属原子，再通过表面配体的修饰使金属原子稳定在溶液中形成纳米尺寸的量子点。
二、荧光粉的定义及制备方法荧光粉是一种能够吸收光能并发出特定波长的荧光的粉末材料。
荧光粉的制备方法也有多种，常见的有固相法、溶胶凝胶法、共沉淀法等。
其中，固相法是一种常用的制备方法，通过将适当比例的荧光物质与粉末基体混合并在高温下煅烧，使荧光物质均匀分布在基体中形成荧光粉。
三、量子点的荧光性质量子点具有独特的荧光性质，主要表现在两个方面：尺寸效应和量子限制效应。
首先，尺寸效应使得量子点的能带结构和能级分布发生变化，导致其能够吸收和发射不同波长的光。
其次，量子限制效应使得量子点中的自由电子和空穴受到空间限制，从而增加了电子能级的分裂和能级间距的变化，使得量子点的荧光光谱呈现出尺寸相关的特性。
四、荧光粉的荧光性质荧光粉作为一种荧光材料，其荧光性质主要受到两个因素的影响：材料的结构和杂质的掺杂。
首先，荧光粉的结构决定了其能够吸收和发射的光的波长范围。
其次，杂质的掺杂可以改变荧光粉的能带结构，进而影响其荧光光谱的特性。
通过合理选择材料和调控结构，可以得到具有特定荧光性质的荧光粉。
量子点和荧光粉由于其独特的荧光性质在多个领域得到了广泛的应用。
在生物医学领域，量子点可以作为荧光探针应用于细胞成像、药物传递和生物标记等方面。
在显示技术领域，量子点可以作为荧光材料应用于LED背光、显示屏和荧光标记等方面。
荧光探针的研究及应用
荧光探针的研究及应用随着科技的不断发展，荧光探针逐渐成为生命科学研究领域中不可缺少的重要工具。
荧光探针是一种能够发射出荧光信号的分子，在分子生物学、生物医学和化学生物学等领域中有着广泛的应用。
它们可以被用来研究细胞内的分子相互作用、识别生物分子、分析细胞功能，并可以在体内用作活体成像和药物筛选的工具。
本文将简要介绍荧光探针的基本原理、常见的荧光探针类型和其在生物学研究中的应用。
一、荧光探针的基本原理荧光探针的基本原理是荧光共振能量转移（FRET），其通过将荧光分子与生物分子（生物样品）耦合，使两者之间发生相互作用，从而产生能量转移。
FRET 能量转移是从能量接受者的激发态到另一个分子的荧光染料的发射态的一种非辐射性能量转移。
在FRET中，激发荧光染料的光子会被共振耦合到另一个染料的激发态，从而使其发出荧光光子。
这样，在激发荧光染料的时候，可以用荧光染料的荧光光子来检测另一个染料的存在和位置。
荧光探针对于荧光光子的发射特征和其它的生化参数是很敏感的，所以它们可以被用来探测各种细胞和分子。
二、常见的荧光探针类型1. 荧光染料：荧光染料是最常见的荧光探针类型之一，它们有着广泛的应用，可以被用来标记蛋白质、核酸等生物分子。
常见的荧光染料包括荧光素、草铵膦、偶氮染料等。
2. 荧光蛋白：荧光蛋白是一种具有自发荧光性质的蛋白质，其最早源自于水母Aequorea victoria。
荧光蛋白可以用来跟踪胞内或胞外的重要过程，如蛋白质、核酸合成、信号传递等。
3. 量子点：量子点是一种半导体纳米粒子，具有窄的发射光谱、强的光稳定性和较大的荧光量子产率。
这些特点使得量子点成为新一代高亮度及高灵敏度的荧光探针。
三、荧光探针在生物学研究中的应用荧光探针广泛地应用于细胞内信息传递、化学生物学、生物传感、药物筛选和临床诊断等方面。
以下为举几个常见的案例：1. 细胞内信息传递：荧光探针可被用于研究细胞内信号转导、磷酸化和蛋白质相互作用等过程。
量子点荧光探针的工作原理
量子点荧光探针的工作原理量子点荧光探针是一种新型的荧光探针材料，它具有独特的发光性能和电子特性。
它被广泛应用于生物成像、生物传感、药物传递等领域，并显示出很大的潜力。
量子点是一种具有纳米尺寸的半导体晶粒，其尺寸通常在1-10纳米之间。
与其他荧光探针材料相比，量子点具有许多优越的特性。
首先，量子点可以发射多种颜色的光，由于其尺寸和成分可以调控，因此可以通过选择合适的材料来控制其发射的光谱范围。
其次，量子点具有较长的寿命和良好的光稳定性，可以避免由于光损失而导致的信号衰减。
此外，量子点的荧光强度较高，可以发出较强的荧光信号，从而提高检测的灵敏度。
量子点荧光探针的工作原理主要包括激发、荧光发射和荧光探测三个步骤。
首先，量子点荧光探针需要通过适当的激发方式获得能量，使得电子从价带跃迁到导带，形成激子。
在激发过程中，光子或电子束等能量源被用来提供能量，使得电子从基态跃迁到激发态。
当电子从激发态跃迁回基态时，将会辐射出光子，这就是荧光发射的基本原理。
其次，通过对量子点的尺寸和成分的调控，可以控制量子点的带隙能量，从而控制其发射的光谱范围。
一般来说，量子点的能带结构是禁带，只有当电子跃迁到导带时才能发生辐射；而激子的能量损失主要通过声子散射来实现，这种散射可以提供终止声子的能量。
最后，通过光学仪器或探测器，可以测量量子点发射的荧光信号。
常用的探测方式包括荧光显微镜、荧光分光光度计等。
这些仪器可以测量荧光信号的强度、光谱等参数，从而获得相关信息。
除了荧光发射，量子点荧光探针还具有其他特殊的电子性质，如量子大小效应、荧光共振能量转移等。
量子大小效应是指随着量子点尺寸的减小，其电子结构会发生变化，使得其能带结构产生新的能级。
这些能级的出现使得量子点能够吸收和发射特定波长的光，从而实现光探测的特异性。
荧光共振能量转移是一种特殊的能量传递机制。
当存在两个或多个荧光探针时，其中一个探针的激发能量可以通过非辐射共振转移的方式传递给另一个探针，使得后者产生荧光发射。
量子点生物探针在生物成像中的应用
量子点生物探针在生物成像中的应用随着生物技术的发展与进步，现代科技越来越多的应用于生物领域，生物成像技术也在不断升级改进。
作为生物成像技术的一种，量子点生物探针在生物成像中的应用越来越广泛。
量子点生物探针，是由一系列的量子点组成的生物检测系统，捕捉信号并将其转换成可视化图像。
量子点是一种被称为半导体纳米晶体的粒子，具有一些常规材料所没有的独特物理特性，例如其尺寸非常小，通常小于10纳米，同时也与金属或半导体电子一样具有半导体电子传导带和能量态的电子的独特能力。
量子点的这些特性使得它们非常适合用于生物成像中。
量子点生物探针在生物成像中的应用非常广泛，其优势主要体现在以下几个方面：1.图像分辨率高量子点生物探针的尺寸非常小，可以穿过许多生物物质，例如细胞壁，这使得其能够在细胞和组织的层次上提供非常高的分辨率。
这使得科学家们更容易观察和分析生物系统，例如人体器官、神经元等，从而更好地理解人类生物学。
2.荧光强度高与传统的荧光染料相比，量子点生物探针的荧光强度更高，这意味着探针可以更快地捕获更多的光子，从而产生更明亮的图像。
这对于检测新兴疾病或平稳疾病的细微变化非常重要。
3.稳定性好由于量子点生物探针的制备过程，其稳定性非常好。
探针能够在不同的生物环境中稳定运行，这使得它们非常适合在动物体内进行探测和定位，例如从诊断到治疗之间的检测。
基于以上优势，量子点生物探针在生物成像方面已经被广泛应用，例如下面列举几个例子：1.神经元成像科学家们利用量子点生物探针来追踪神经元的运动和位置，这对于神经科学研究非常重要。
探针可以通过镜头拍摄，以非常高的分辨率呈现神经元的位置，进而解决神经系统的一些基础问题，例如大脑功能如何联网，受到怎样的刺激等。
2.癌症检测量子点探针在癌症检测方面也有着很大的作用。
科学家们可以利用探针来标记癌细胞，以非常高的分辨率来检测癌症细胞并定位其在体内的位置。
这使得医生们能够更好地规划治疗方案，并进行更准确的手术。
生物医学荧光探针的作用
生物医学荧光探针的作用本文作者：于冰肖国花丛海林王宗花刘小冕单位：青岛大学化学化工与环境工程学院青岛大学纤维新材料与现代纺织国家重点实验室培育基地半导体量子点(Quantumdots,QDs)指的是尺度在几埃与几十埃之间的半导体纳米晶体[1]。
量子点是一类不同于本体又异于分子、原子特性的新型材料[2],具有量子效率和消光系数高、激发光谱宽、发射光谱窄、发射光的颜色随粒径变化、光化学稳定性好等特点[3]。
早期半导体量子点的应用研究主要集中在微电子和光电子领域,直到20世纪90年代,随着半导体量子点合成技术的进步,其作为荧光探针应用于生物医学领域的前景逐渐展现出来[4]。
1998年,量子点作为生物探针的生物相容性问题得以解决,其在生命科学的应用迅速发展。
目前,用于生物探针的量子点主要由第二副族和第六主族的元素组成,如硒化镉(CdSe)、硫化锌(ZnS)、碲化镉(CdTe)、硫化镉(CdS)等[5]。
在生物医学领域,对生命现象的观察和研究已深入到单细胞、单分子水平,量子点因在光学特性、表面修饰和生物功能化等方面具有的优势而在这些研究中得到了广泛应用[6]。
1量子点的制备方法量子点的光谱性质与其晶体结构及单分散性密切相关,因此,制备方法和工艺是决定其荧光性能的关键因素。
量子点的化学制备方法按溶剂的不同分为以下两种:在有机相中合成和在水相中合成。
1.1在有机相中合成在有机溶剂中合成的量子点是基于有机物与无机金属化合物或有机金属化合物之间的反应而形成的,其光化学稳定性强、荧光效率高、合成方法成熟[7]。
Stodilka等[8]在甲苯中合成CdSe量子点,然后再用ZnS进行包裹,得到CdSe/ZnS核壳结构的量子点。
Murray等[9]利用高温反应在有机相中合成出具有较强荧光性能的CdSe量子点,以二甲基镉(CdMe2)和三辛基硒化膦(SeTOP)作为反应前体、三辛基氧化膦(TOPO)作为配位溶剂,将前体的混合溶液快速注入剧烈搅拌的高温TOPO中,待CdSe晶核形成后降温,使其不再成核,再升温使之缓慢生长,进而通过控制反应时间来控制量子点的大小。
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量子点荧光探针合成及应用 姓名：廖晨博 学号：1141109043 摘要：量子点是近年发展起来的一种新型荧光探针，与传统的有机荧光染料相比，具有许多优良的光谱性能，在生物化学、细胞生物学、分子生物学等研究领域显示了极其广阔的应用前景，已经引起了人们越来越广泛的重视。本论文瞄准这一重要的研究方向，以量子点的制备、量子点的性能表征以及量子点在化学生物分析中的应用为主线，对当前迅速发展的量子点进行简要综述。
关键词：量子点；荧光探针；生物分析；水相合成；油相合成
1. 引言 近年来，对疾病进行早期、高灵敏度、特异性、稳定性特别是高通量诊断，已成为全世界科学家关注的热点。其中，荧光探针作为报告探针用于疾病的诊断已经越来越普遍。荧光探针具有高灵敏性和可识别性。现在常用的荧光标记，由于荧光染料分子荧光特性的限制(如：吸收谱窄、荧光光谱较宽、量子产率低、荧光易衰退等)，远远不能适用于目前对疾病的高标准检测。与传统的有机荧光染料相比，近年来发现和发展的新型荧光探针——量子点(quantum dots)，又叫做半导体纳米晶，可以解释为粒径小于或接近电子的德布罗意波长或电子平均自由程相的半导体纳米颗粒。它的直径只有1～12nm，因此存在特殊的物理性质，如量子尺寸效应、表面效应等，表现出优良的荧光纳米效应。它的激发光谱宽且连续分布、发射光谱窄而对称、发射光稳定性强．不易发生光漂白，通过改变粒子的尺寸和组成可获得从uv到近红外范围内任意点的光谱，因此相对传统有机荧光试剂具有无可比拟的优越性。其独特的光学和电学性质引起了物理学家、化学家和生物学家的浓厚兴趣和广泛关注，已经成为纳米技术的突出代表[1]。本文将重点对当前迅速发展的量子点荧光纳米颗粒进行简要综述，主要包括量子点的基本特性、制备方法、表面修饰及其在化学生物分析中的应用实例等。
2. 量子点的基本特征
2.1量子点的荧光发光原理 半导体纳米材料的光致发光主要遵循：斯托克斯定律、反斯托克斯发光、辐射跃迁和非辐射跃迁这三个规律。研究表明发光材料的发射光谱容易受到发光材料的激活离子或离子团等发光中心影响。发光材料的发光形式主要包括复合发光和分立发光中心发光两种。复合发光是指处于激发态的电子离开原来的发光中心进入高能级的导带，而在原来的能级处留下一个空穴，导带中的电子与离化中心的空穴重新复合，产生发光。与此同时电子或空穴也会在量子点的内部扩散盈[2]。分立发光中心发光则是指处于激发态的电子并不离开原来的发光中心，只是从基态被激发到一些高能量的激发态上。处于高能级导带上的电子不稳定，电子可以再跃迁回价带基础能级而发射光子；也可以落入量子点的电子陷阱中。当电子落入较深的电子陷阱中的时候，大多数电子以非辐射的形式而猝灭，只有极少数的电子以光子的形式跃迁回价带或吸收一定能量后跃迁回到导带。因此，当量子点的电子陷阱较深、较多时，其量子产率会较低[3]。 半导体量子点的电子和空穴主要通过电子和空穴直接复合发光、表面缺陷态间接复合发光、导带或价带到杂质能级复合发光和导带电子和价带空穴通过深能级复合发光四种相互竞争途径发光。若量子点的表面存在缺陷，量子点对电子和空穴的俘获能力强，电子和空穴一旦产生立即被俘获，使得电子和空穴直接复合的几率很小，从而导致激发态的发光很弱，而只有弱的表面缺陷态的发光。为了消除量子点表面缺陷提高量子产率，我们应该想方设法制备表面完整的量子点或通过修饰量子点表面来减少其表面缺陷，从而使电子和空穴能够有效地直接复合发光[4]。
2.2量子点的特征
2.2.1独特的物理化学特性 在零维的准球形量子点中，量子点内的电子在各个方向上的运动都受到限制。随着量子点尺寸的逐渐减小，量子点吸收光谱的特征峰位置和荧光光谱随之蓝移，其电子能态呈现出孤立的能级结构，从而表现出量子尺寸效应(quanturnsize effect)嘲即量子限域效应(quantum confinement effect)。同时随着量子点的粒径减小，其比表面积会随之增大，量子点表面原子数在总原子数中所占百分比也会急剧增大，从而引起量子点的性质上的变化：量子点表面原子的配位．不足、不饱和键和悬键增多，具有极高的表面活性，极容易与其它原子结合，这就是人们常说的量子点的表面效应(surface effect)。这一特性在催化方面应用广泛。 微观粒子具有的贯穿势垒的能力称为隧道效应，即当势垒能高度大于微观粒子的总能量时，该粒子仍然能贯穿这势垒 [5]。隧道效应是基本的量子现象之一。近年来研究发现一些宏观量，如量子相干器件中的磁通量、微颗粒的磁化强度等也具有隧道效应，因此隧道效应也称为宏观量子隧道效应(MOT，Macroscopic Quantum Tunneling)。量子点是纳米粒子的一种，它同样具有宏观量子隧道效应。
量子点除具有上述特性外，还具有小尺寸效应、高扩散性和极强的吸波性等理化特性。 2.2.2优良的光学性能 与传统的有机染料和荧光基团相比，量子点具有宽吸收、窄发射和随尺寸可 调的荧光特性。图1展示了常见的有机染料和CdSe／ZnS量子点的紫外吸收光谱和荧光发射光谱。由图1的量子点的紫外吸收光谱可知量子点存在大量的能量态，其中最低的激发能由第一个紫外吸收峰(也称第一激子吸收峰)表示。量子点能吸收所有比它的第一激子发射波长更短的波长的光。同时量子点在更高的能级上还存在着多重电子态，因此可以用更短的波长激发量子点即其激发峰宽且呈连续分布，而常用有机染料罗丹明和德克萨斯红只能在较窄的范围内激发。科研工作者可以通过改变量子点的尺寸，实现对量子点发光特性的调控。科研者曾报道在不改变CdSe组成的情况下，仅通过改变其颗粒粒径的大小，就能够很好地控制其荧光发射范围，实现了发射荧光由蓝色到红色的调节如图2所示。另外，人们亦也可以采用不同组分的反应原料制备不同尺寸的量子点，从而获得荧光发射峰峰位置从400 nm到2 u m范围之间的荧光。量子点同时也具有窄且几近高斯对称的荧光发射光谱峰(一般半高峰宽只有40 nm)。将多色量子点应用于多通道分析检测时，由于量子点的发射峰很窄，呈现不同颜色的量子点之间不会存在相互影响，从而大大地增多分析的信息量同时也提高检测的灵敏度。这一特性在量子点的多元分析应用中实现单一光源激发的多色探测、成像和定量分析应用中将发挥重要作用[6]。这一性质解决了传统荧光染料多元应用分析中对多光源要求的难题。 与有机染料相比，量子点的另一优良的光学性能就是具有宽大的斯托克斯位移(Stokes Shift，指相同电子跃迁在吸收光谱和发射光谱如荧光光谱中最强波长间的差值)，若用多种不同发射频率的量子点材料同时表征分子结构时，发射峰大幅交叠现象会减少，因此量子点在用作识别生物大分子和活体细胞的荧光探针方面具有十分诱人的应用前景。
图1.CdSe／ZnS量子点(b)与荧光素等有机染料(a)吸收发射光谱比较 图2. 不同尺寸CdSe量子点的荧光图像 量子点具有十分灵活的表面可修饰性，科研工作者能十分方便地对其表面进行化学改性以适应有机或水相应用的需要。在量子点表面进行功能基团设计、修饰改造，使其能与特定的生物分子偶联，从而获得人们需要的生物荧光探针。另外，也可对量子点进行表面设计改造之后应用于光学器件、防伪材料、电子器件和激光器等领域。
3.量子点的制备 目前文献报道的量子点的制备主要包括物理和化学两大类方法。物理制备方法又可分为微影蚀刻法和分闸法。它们一般是通过机械研磨、微加工、离子束注入或者单原子操作等手段完成。化学方法主要有自组成法和化学溶胶法。其中化学溶胶法是以化学溶胶方式合成，可制作复层量子点，过程简单，且可大量生产，是目前制备量子点最主要的手段之一。化学溶胶法合成量子点通常可分为油相合成、水相合成和两相合成[7]三种合成方法，其中以油相和水相合成量子点的较多，在此重点介绍量子点的油相和水相合成方法。
3.1油相合成量子点[8] 在有机体系中合成，成本较高，操作复杂，所得产物具有较为优良的光谱性能，单分散性好，光稳定性强，一直以来都是研究的热点所在，制备方法得到了不断的成熟与完善。其中，最典型的方法由Murray 于1993年首次报道，他们采用Cd(CH3)2 和Zn(CH3)2 等金属有机化合物作为原料，将其与Se 或S 的前体溶液混合到三正辛基膦（TOP）中，然后快速注射到热的三辛基氧化膦（TOPO）溶剂中，这种快速注射使得反应物浓度突然达到过饱和，因而立即发生成核作用，得到纳米晶种，接着经过缓慢地熟化过程和退火处理，再经过尺寸选择性沉淀和离心，即可得到表面被溶剂分子钝化、稳定的量子点[9]。尽管采用上述方法可以制备出高质量的量子点，然而，由于所使用的金属有机物稳定性较差，容易爆炸，用其作原料时极其危险，所需实验条件苛刻，限制了进一步的推广与应用研究。之后，Peng 等首次采用CdO 代替Cd(CH3)2，制备了性能优良的量子点[10]。实验结果表明，采用这种方法可以降低注射温度，合成重复性好，最重要的是CdO 即不自燃，也不爆炸，可以大量的使用反应原料。此后，他们又发现Cd(Ac)2、CdCO3 等镉的弱酸盐同样可以用作量子点合成的优良前体。由于以上试剂相对安全得多，反应不必在手套箱中进行，从而改进了实验条件，简化了实验操作。最近，Peng等将配位型溶剂TOPO换成非配位型溶剂十八烯（ODE），提出了非络合溶剂合成方法的概念，他们采用CdO和TOPSe（或者TBPSe）作为前体物质，硬脂酸（SA）作为配位物质，ODE作为溶剂，在高温下合成了性能优良的量子点，进一步加速了量子点制备工艺的研究进展。 但是，在有机体系中制备量子点，一般采用高温胶体化学合成方法，所用溶剂为TOPO或者ODE，这两种物质价格较高，并且需要大量使用，使得合成的成本居高不下，限制了其进一步的发展。针对这一问题，可采用工业用导热油Dowtherm RP替代上述溶剂，以CdO作为原料，直接制备了性能优良的CdSe量子点。该方法所用溶剂价格低廉，易于存储，为量子点的低成本合成提供了可能，有利于进一步的推广应用研究。紫外可见吸收光谱、荧光光谱、透射电子显微镜等方法表征的结果证明，产物的荧光性质好，均一性强，具有良好的单分散性和优异的光稳定性。通过控制反应时间，能够制备一系列粒径不等、发不同颜色荧光的量子点，可作为一种性能优良的荧光标记物，为进一步的应用研究奠定了基础。
3.1.1制备原理[11]