量子点的光学特征及其在检验医学中的应用
量子点材料在生物成像和癌症诊断中的应用
量子点材料在生物成像和癌症诊断中的应用随着科技的不断进步和发展，越来越多的先进技术被运用到了生物成像和癌症诊断领域中，其中，量子点材料是一种应用十分广泛的新型材料，其具有优异的生物兼容性、高荧光强度以及较为稳定的特性，可以作为高效的生物标记物，为生物成像和癌症诊断中的疾病检测提供了强有力的支持。
量子点材料的优雅特性在生物成像和癌症诊断中的应用首先，量子点材料具有优异的生物兼容性，可以被用于各种生物标记物中。
通过将其与不同的配体相结合，可以识别不同细胞膜中特定的受体或细胞红外光谱，从而实现对生物细胞的目标化成像。
此外，量子点材料的比表面积非常大，其制备前的合成、表征和化学修饰的方法极其灵活，因此可以将它们具体用于生物技术中，如生物传感器、生物突触轴突成像模型等，也可以制造出非常小的生物标记物来应用于体内成像，而不会对身体造成伤害。
其次，量子点材料具有高流明和高光稳定性，易溶解于水，其谱线也非常窄，因此可以非常精确地识别和区分特定的细胞和分子机制。
目前已有研究表明，采用量子点材料的生物成像技术可以检测到肝、肾、脾脏、骨骼、神经系统等人体器官在活体中的运作状况。
通过在荧光成像中使用量子点材料，可以将多个细胞并排成像，不同信号的颜色不会混淆，提高成像的精度和准确度。
最后，量子点材料可以提供较高的性能、活性和超精细的细微结构，因此可以用于癌症等疾病的诊断和治疗。
量子点的大量表面积可以被用于反应和识别多种生物分子，对体内化学反应和分子探测有很高的敏感性和选择性，具有广泛的应用前景。
在癌症中，有研究表明，利用针对癌细胞壁的量子点材料可以更快地检测到癌细胞的存在，这有助于医生更早地发现和治疗癌症病变。
此外，量子点材料还可用于组织工程学和细胞生物学中的细胞标记，可以有效识别和追踪细胞增殖、扩散、分化等生物过程。
结论综上所述，量子点材料在生物成像和癌症诊断中的应用具有广阔的前景。
随着参数选择、纳米、微米级应用和某些生物学问题的细化和深入，它们将成为未来广泛应用于生物医学和生物技术领域中的非常重要的一种生物材料。
量子点的光学特性及其应用
量子点的光学特性及其应用引言随着科技的不断发展，人们对新材料和新技术的研究也越来越深入。
其中，量子点就是最具代表性的一种新材料。
量子点是一种晶体材料，由数十个原子组成，大小仅为几纳米。
因为它的小尺寸和特殊的电子能级结构，量子点展现出了许多独特的光学特性，被广泛应用于显示、生物荧光标记和太阳能电池等领域。
本文将从光学特性和应用两个方面对量子点进行介绍。
光学特性量子点的重要特性之一就是它们的量子尺寸效应。
因为量子点的尺寸只有几纳米，所以它们的电子在三个维度上被限制在一个小范围内，形成一个三维的能级矩阵。
这个能级矩阵是离散的，与宏观体系的连续能带结构不同。
量子点的电子在这个离散的能级矩阵上跃迁会产生特殊的光学特性。
首先，量子点的吸收光谱和发射光谱具有峰值，这是因为它们的能量只能在离散的能级上跃迁，而非随意跃迁。
这也导致了量子点在可见光下表现出强烈的荧光。
不同尺寸的量子点吸收和发射的峰值不同，因此可以通过改变量子点的尺寸，来调控它的光学性能。
例如，通过控制量子点的大小可以让它们吸收和发射特定波长的光，从而在显示器中实现更加鲜艳的色彩。
第二，量子点的发射光谱还具有高荧光量子产率。
这意味着几乎所有跃迁都能够产生荧光，并在短时间内释放出能量。
这种高荧光量子产率比普通的有机荧光染料要高得多，因此量子点被广泛应用于生物荧光标记和LED照明等领域。
应用量子点的光学特性使它广泛应用于显示、生物荧光标记和太阳能电池等领域。
以下是一些具有代表性的应用案例：首先，量子点被广泛用于LED背光源和显示器。
量子点可以在显示器中替代传统的有机染料，提供更高的色彩饱和度和更高的亮度。
同时，它还可以显著降低能耗，因为量子点的吸收和发射是高效的。
量子点在显示技术领域的应用已经得到了广泛的商业化推广，可以说是量子点技术中最成功的应用之一。
其次，量子点还被广泛用于生物荧光标记。
由于量子点的高荧光量子产率和可调控的光学性质，它们比传统的有机染料更适合在生物标记中使用。
生物医学领域的量子点
生物医学领域的量子点
生物医学领域的量子点是一种新型的纳米材料，具有优异的荧光性能和生物相容性。
量子点的大小通常在1~10纳米之间，具有较大的比表面积和光谱范围，可在生物医学成像、药物递送、光治疗等领域发挥重要作用。
由于其荧光强度高、稳定性好、光谱宽、发光寿命长等特点，已逐渐成为生物医学领域的新宠。
量子点可以通过化学合成、生物合成等方法制备，同时也可以通过修饰表面来实现其在生物医学领域的应用。
例如，通过修饰表面上的生物分子，如蛋白质、抗体等，可实现对癌细胞等特定生物体的靶向成像和治疗。
此外，量子点还可以与药物分子结合，实现药物递送和释放的控制。
生物医学领域的量子点在癌症治疗、免疫学、神经科学等方面具有广阔的应用前景。
在未来的研究中，我们可以进一步探索量子点的应用领域，并提高其稳定性、光量子产率等方面的性能，以更好地应对生物医学领域中的挑战。
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量子点技术在生物医学研究中的应用
量子点技术在生物医学研究中的应用近年来，随着纳米技术的不断发展，量子点技术逐渐成为了生物医学研究领域的热门方向。
量子点是一种粒径在1-10纳米之间的半导体纳米材料，具有特殊的物理化学性质。
其独特的荧光性质和高度的荧光量子产率使得它在细胞成像、生命分子检测等方面具有广泛的应用前景。
本文将就量子点技术在生物医学研究中的应用进行探讨。
一、量子点在细胞成像中的应用使用量子点探测剂可以帮助研究人员在体内或体外可视化分子，细胞等。
因其波长可调，而且能够产生明亮而稳定的荧光，它们已经被广泛应用于生物成像和基因表达分析方面。
通过改变量子点的物理化学结构，可以调节其发射波长，进而用于多色成像。
例如，研究人员可以通过晶格缺陷、表面修饰、内核合金、量子阱、多壳层等途径来改变量子点的荧光性质，使得它们可在同一细胞中同时成像。
这种多色成像技术可用于同步监测并分析不同分子的运动和互作。
另外，量子点还可以用于单个蛋白质的跟踪。
通过将量子点标记在蛋白质上，可以跟踪蛋白质的分子运动和相互作用。
这有助于研究人员更加深入地了解细胞内分子的行为和互动过程。
二、量子点在诊断和治疗中的应用除了在细胞成像方面的应用，量子点还可以用于诊断和治疗。
例如，调节量子点表面的生物亲和性和靶向性，可以将其作为靶向分子用于肿瘤标记和治疗。
研究人员可以将药物或放射性同位素包裹在量子点表面，使其能够更准确地靶向肿瘤细胞，实现精准治疗。
此外，量子点的荧光特性使得其可以用作检测肿瘤标志物的探针。
例如，使用与肿瘤标志物相匹配的抗体修饰量子点，可以在体内监测这些分子的存在和浓度，从而实现早期肿瘤诊断。
三、量子点在基因编辑中的应用基因编辑技术在生物医学研究中扮演着至关重要的角色。
过去，常规的基因编辑技术通过病毒载体将目标基因导入细胞，但是这种方法容易引起免疫反应和肿瘤等安全隐患。
而量子点则可以用作基因编辑技术的载体。
研究人员可以将编辑因子包裹在量子点表面，通过微滴定量涂抹技术将其送入细胞内。
新型光电功能材料在生物医学领域中的应用
新型光电功能材料在生物医学领域中的应用随着科技的不断发展，新型光电功能材料在生物医学领域中的应用正日益受到关注。
这些材料结合了光学和电子学特性，在生物医学研究和临床实践中具有广阔的前景。
下面将介绍几种典型的新型光电功能材料及其在生物医学领域中的应用。
第一种材料是量子点（Quantum Dots），它是纳米级的晶体结构，具有独特的光学滞后效应。
量子点可以通过调节粒径来改变其发光颜色，其发光具有窄的光谱带宽，高的荧光量子效率和长的持续时间。
这些特性使得量子点成为细胞和组织成像的理想探针。
在生物医学领域中，量子点被用作生物标记物和药物载体。
通过将特定的抗体结合到量子点表面，可以标记并跟踪特定的细胞或分子在体内的行为，从而帮助理解生物过程。
此外，量子点还可以通过包封药物，在体内靶向传递药物，提高治疗效果。
第二种材料是金属有机骨架材料（MOFs），它是由有机配位基与金属离子通过配位键连接而成的晶格结构。
MOFs具有高度可调性和多孔性，可以根据需要设计出具有特定结构和功能的材料。
在生物医学领域中，MOFs被广泛应用于药物输送、生物传感和光热治疗等方面。
MOFs可以作为药物载体，通过控制孔径和孔隙度来调节药物的吸附和释放性能，实现靶向治疗。
此外，MOFs还可以用作生物传感器，通过改变材料的结构和表面功能来检测特定的生物分子。
此外，MOFs还可以利用其光热转换性能，实现光热治疗，用于肿瘤治疗。
第三种材料是柔性有机电子材料，它是由高分子或有机小分子制备而成的材料，具有可弯曲和可伸缩的性能。
柔性有机电子材料在生物医学领域中的应用主要包括可穿戴设备、人工皮肤和可植入电子器件。
可穿戴设备可以通过与人体接触来监测生理参数，如心率、体温和血压等，实现个性化医疗。
人工皮肤可以模拟真实皮肤的触觉，实现对外界刺激的感知和反馈。
可植入电子器件可以用于神经调控和疾病治疗，如深部脑刺激治疗帕金森病。
综上所述，新型光电功能材料在生物医学领域中具有广泛的应用前景。
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。
量子点的制备及其在生物医学领域中的应用
量子点的制备及其在生物医学领域中的应用量子点是一种新型的半导体材料，其结构尺寸一般在1-10纳米之间，由于其特殊的物理性质，已经成为研究热点和前沿领域之一。
量子点可以用来制备高效的发光材料，也可以用来作为生物探针，在生物医学领域中有着广阔的应用前景。
本文旨在介绍量子点的制备方法及其在生物医学领域中的应用。
一、量子点的制备方法量子点的制备方法有很多种，包括溶液合成法、气相沉积法、扩散法等。
其中，溶液合成法是最常用的一种方法。
溶液合成法是通过将有机金属预体与表面活性剂混合，在有机溶剂中反应制备的方法。
这种方法有以下几个步骤：1. 预处理：将有机金属预体与表面活性剂混合，使其均匀分散，得到均匀的溶液。
2. 热化反应：将溶液在恒温条件下连续搅拌加热，使预体和表面活性剂分子在热化反应中形成核心团簇。
3. 去除多余表面活性剂：通过剪切、离心、超声等方式去除多余的表面活性剂，得到纯净的量子点颗粒。
二、量子点在生物医学领域中的应用量子点在生物医学领域中有着广泛的应用，主要体现在以下几个方面。
1. 肿瘤生物标记物检测量子点可以标记在生物分子表面，用于快速检测肿瘤标记物。
传统的肿瘤标记物检测方法需要耗费大量的时间和成本，而且存在着误检、漏检等问题。
利用量子点标记的检测方法可以快速、准确地进行肿瘤生物标记物检测。
2. 细胞成像量子点是一种非常理想的细胞成像探针，因为它可以提供高对比度的图像、高灵敏度和高分辨率。
与传统的细胞成像探针相比，量子点更稳定、更耐久且使用寿命更长。
3. 药物传递系统利用量子点制备药物传递系统，可以提高药物的生物利用度和药效，同时降低药物的毒性和副作用。
量子点药物传递系统可以增加药物的负载量，提高药物的稳定性和半衰期，从而达到更好的治疗效果。
4. 生物标记量子点也可以用于分子识别、蛋白质检测、酶活性检测和细胞成像等生物标记应用。
通过将量子点标记在生物分子表面，可以实现对生物分子的快速准确检测。
结论量子点是一种具有广泛应用前景的新型半导体材料，其制备方法和应用领域正在不断拓展和深入研究。
分析检测中量子点的应用
分析检测中量子点的应用量子点是一种微纳米级别的半导体材料，具有优异的光电性能和结构稳定性。
由于其独特的能级结构和尺寸效应，量子点被广泛应用于各种领域，包括电子学、光电学、生物医药等。
本文将分析和探讨量子点在不同领域的应用。
首先，量子点在电子学领域有着广泛的应用。
由于其尺寸小、能级结构多样化的特点，量子点在半导体器件中可以被用来制造高效的电子元件。
例如，量子点面板是一种采用量子点作为发光材料的新型显示技术，可以实现更高的色彩饱和度和更低的功耗。
此外，量子点也可以用于制作高速电子逻辑门、太阳能电池等电子器件，提高电子器件的性能。
其次，量子点在光电学领域也有着重要的应用。
由于量子点的能带结构和能级分布可以通过调控其尺寸和组分来实现，因此量子点可以调控发射和吸收光的波长。
量子点的荧光性能良好，可以发射出独特的光谱，因此广泛应用于发光二极管、LED背光源等照明领域。
此外，量子点还可以应用于太阳能光伏领域，提高太阳能电池的转换效率。
此外，量子点在生物医药领域也有着广泛的应用前景。
由于量子点具有良好的荧光性能和生物相容性，可以被用作生物标记物和成像剂。
量子点标记可以实现对生物体内细胞、组织和器官的高分辨率成像，帮助研究人员更深入地了解生物体内的结构和功能。
同时，量子点还可以用作肿瘤治疗的药物载体，将药物与量子点结合，可以实现精确的药物释放和靶向治疗。
此外，量子点还有一些其他领域的应用。
例如，量子点在传感器领域可以用于检测和测量环境中的化学、生物物质，提高传感器的灵敏度和选择性。
在纳米技术领域，量子点作为一种纳米级材料，可以用于纳米加工和纳米制造。
量子点还可以应用于信息存储、光通信等领域，提高存储容量和传输速率。
综上所述，量子点作为一种具有独特性能和结构稳定性的半导体材料，在电子学、光电学、生物医药等领域都有着广泛的应用。
随着量子点制备技术的不断发展和完善，相信量子点的应用前景将会更加广阔。
量子点在生物成像中的应用研究
量子点在生物成像中的应用研究在现代生物医学领域，对细胞和生物分子的可视化和监测是理解生命过程、诊断疾病以及开发新疗法的关键。
随着科学技术的不断进步，量子点作为一种新型的纳米材料，因其独特的光学特性，在生物成像领域展现出了巨大的应用潜力。
量子点，顾名思义，是一种尺寸在纳米级别的半导体晶体。
它们通常由少量的原子组成，其尺寸和组成决定了它们的光学和电学性质。
与传统的有机荧光染料相比，量子点具有许多显著的优势。
首先，量子点具有非常窄且对称的发射光谱。
这意味着它们能够发出颜色纯度极高的光，使得在生物成像中可以更清晰地区分不同标记的目标。
例如，当我们需要同时观察多种生物分子时，使用不同尺寸的量子点可以获得不同颜色的荧光信号，且这些信号之间几乎没有重叠，大大提高了成像的分辨率和准确性。
其次，量子点的光稳定性极高。
在长时间的光照下，传统的荧光染料往往会发生光漂白现象，导致荧光强度迅速减弱甚至消失。
而量子点则能够承受长时间的连续激发，保持稳定的荧光输出，这对于需要长时间观察生物过程的实验来说至关重要。
此外，量子点的激发光谱范围很宽。
这意味着它们可以被多种波长的光激发，从而为实验提供了更多的选择和灵活性。
而且，通过调整量子点的尺寸和组成，可以精确地控制其发射光谱的波长，从可见光到近红外区域都能够实现。
基于以上这些优异的特性，量子点在生物成像中有着广泛的应用。
在细胞成像方面，量子点可以被特异性地标记到细胞表面的受体、细胞器或者细胞内的蛋白质上。
通过荧光显微镜观察，我们能够实时追踪细胞的运动、分裂和凋亡等过程。
例如，研究人员使用量子点标记了癌细胞表面的特定受体，成功地观察到了癌细胞与药物的相互作用以及药物在细胞内的分布情况，为癌症治疗的研究提供了重要的依据。
在生物分子检测方面，量子点可以与抗体、核酸等生物分子结合，形成具有特异性识别能力的探针。
这些探针能够高灵敏度地检测到目标生物分子的存在和浓度变化。
比如，利用量子点标记的核酸探针，可以快速准确地检测出病毒的基因序列，为疾病的早期诊断提供了有力的工具。
一种用量子点检测细菌的方法
一种用量子点检测细菌的方法量子点是一种特殊的纳米材料，具有优异的光学和电学性质。
近年来，量子点在生物医学领域得到了广泛的研究和应用，其中包括用量子点检测细菌的方法。
本文将介绍一种基于量子点的细菌检测方法，并详细描述其工作原理和应用前景。
量子点是一种纳米尺度的半导体颗粒，具有较小的体积、优异的光稳定性和较长的激发发光寿命。
这些特性使得量子点在生物医学应用中具有很大的潜力。
在细菌检测中，量子点可以作为荧光探针，结合适当的表面改性或功能化，可实现对细菌的快速、灵敏、便捷的检测。
量子点检测细菌的方法可以分为两个步骤：细菌的捕获和量子点的荧光检测。
以下将详细介绍这两个步骤的原理和操作方法。
首先是细菌的捕获。
为了使量子点与细菌发生特异的结合，可以将量子点表面进行功能化，引入特定的分子或抗体来识别和捕获目标细菌。
一种常用的方法是使用抗体功能化的量子点，该抗体可以与细菌表面的特定抗原结合。
将功能化的量子点与待检样品中的细菌混合，充分反应后，可以通过离心、洗涤等方式将未结合的量子点和其他杂质去除，从而获得与目标细菌结合的量子点。
其次是量子点的荧光检测。
通过激发量子点而导致的发光可以用来检测细菌的存在与数量。
这一过程需要使用适当的激发光源来激发量子点，一般选择可见光范围内的激发光。
量子点对激发光的响应是非常灵敏的，所以只需很小的光功率即可实现荧光信号的检测。
通过使用光学显微镜或荧光测量仪器，可以观察到激发后的量子点发出的荧光信号，并通过荧光强度或颜色的变化来分析细菌的存在和浓度。
这种基于量子点的细菌检测方法具有许多优势。
首先，量子点具有独特的光学性质，如较窄的发光峰宽、高亮度和较长的激发寿命，这使得其荧光信号更为稳定和可靠。
其次，量子点具有较大的比表面积，可以在其表面上修饰大量的抗体或功能分子，从而提高细菌的结合效率和检测灵敏度。
此外，该方法不需要复杂的设备和操作步骤，可以在常规的实验室环境下实施，带来了较低的成本和更快速的检测速度。
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国际检验医学杂志２０１０年３月第３１卷第３期Ｉｍ Ｊ ＬａｂＭｅｄ，Ｍａｒｃｈ ２０１０，Ｖｏ１．３１，Ｎｏ．３ 量子点的光学特征及其在检验医学中的应用 罗 阳，高维寅，张 雪综述，府伟灵△审校 （第三军医大学西南医院检验科，重庆４０００３８）
・ ２４５ ・ ・综述・
【摘要】量子点是一种新型的半导体荧光纳米材料。其发射光谱随着粒径大小的变化而变化，量子点的发射峰窄而对称，重 叠小，并且所发荧光强度是普通无机染料的数十至百倍，无明显漂白现象等优点使得其自从发现伊始至今即在检验医学领域发挥 了极其重要的作用。现就其光学特性及检验医学中的应用作一综述。 【关键词】 生物学标记； 实验室技术和方法； 量子点 中图分类号：Ｒ４４６．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—４１３０（２０１０）０３—０２４５—０３
荧光分析法是生命科学研究中十分重要的方法之一，其检 测灵敏度很大程度上取决于标记物的发光强度和光化学稳定 性。目前使用的有机荧光染料由于其不可克服的荧光性能缺 陷：激发光谱窄，发射光谱宽而拖尾，易光致漂白及化学稳定性 不强、寿命短等，极大地限制了其应用。２Ｏ世纪７Ｏ年代末期， 一种新型的半导体荧光纳米材料——量子点（Ｑｕａｎｔｕｍ ｄｏｔｓ， ＱＤｓ）开始引起了物理化学领域研究者的关注。１９９８年，Ｃｈａｎ 等和Ｂｒｕｃｈｅｚ等同时在《Ｓｃｉｅｎｃｅ））上报导了量子点应用于细胞 及组织的标记成像研究成果，标志着量子点在生物学领域的应 川开始。近年来，量子点作为生物荧光标记物，逐步地应用于 蛋门质 及Ｉ）ＮＡ Ｉ的检测、细胞的一元及多元标记成像、活细 胞生命动态过程的示踪 及活体动物体内的肿瘤细胞的靶向 踪等。。 许多生物医学领域，并取得了一系列的突破性研究 成果。町以预见，具有独特荧光性能的昔子点将会在基因组 学、赁 质组学、临床诊断学、乍物大分子相互作用等研究领域 取得令人瞩目的成果。 量子点的基本特性 量子点又称为、 导体纳米晶体（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｎａｎｏｃｒｙｓ ｔａｄ，是由数百到数下个原子绀成的无机纳米粒子。量子点是 一种由Ⅱ～Ⅵ族或川～Ｖ族元素组成的稳定的、溶于水的、尺 寸在１～１００ ｎｍ之间的纳米品粒，目前以ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、 ＺｎＳ等的研究为多。由于量子点独特的物理结构，导致了其独 特的物理化学特性产生。与传统的有机荧光染料相比，量子点 具有以下特点： １．发光颜色可“调谐” 同种组分的最子点，当它们的 粒径不同时，可以发出不同波长的光，根据其半导体核心直径 依次递增，可发射由绿色一黄色一橙色一橙红色的荧光。量子 点的发射波长可通过控制它的大小和组成的材料来“调谐”，因 而可获得多种可分辨的颜色。以（ＣｄＳｅ）ＺｎＳ纳米颗粒为例，当 ＣｄＳｅ核心直径为１．８ ｎｍ时，发射蓝光；光ＣｄＳｅ核心直径为７ ｎｍ时，发射红光，不同尺寸大小的ＣｄＳｅ的荧光可涵盖整个可 见光谱。对于三元合金量子点，虽粒径相同但组成不同也可得 到不同发射波长的荧光量子点。理论上使用６种颜色和１０种 强度的量子点就可以对１ｏ 个核酸或蛋白质序列进行编码，这 一点可作为以后大通量生物分子检测的基础。 ２．光谱特异性 量子点的吸收波长范围宽，即可以使 用小手其发射波长１０ ｎＦｌｌ的任意波长的激发光进行激发，这样 就可以使用同一种激发光同时激发多种量子点，发射出不同波 长的荧光。量子点的发射峰窄而对称，重叠小，而荧光染料发 射峰不仅宽，而且不对称，拖尾严重。同时使用不同的有机荧 光染料会出现发射光谱交叠现象，容易互相干扰，给分析检测 带来难以解决的难题。而使用量子点却能有效避免这一问题。 同时，可通过控制量子点的发射波长的大小和组成来进行调 谐，任意合成所需波长的量子点，大小均匀的量子点谱峰为对 称高斯分布。 ３．量子效应 量子点独特的性质基于它自身的量子效 应，当颗粒尺寸进入纳米量级时，会派生出纳米体系具有常观 体系和微观体系不同的低维物性，展现出许多不同于宏观体材 料的物理化学性质，例如，由于量子点的摩尔消光系数（０．５～ ５）×１ ０。Ｍ＿ ｃｍ＿。大约是有机染料（５～１０）×１０ Ｍ ｃｍ＿＿的 ｌＯ～５０倍，在激发光子通量相同的情况下，量子点的吸收速率 将比有机染料快１Ｏ～５ｏ倍，由此增加了荧光发射速率，使量子 点的荧光发射光强是有机荧光染料的１０～２０倍。量子点的光 漂白作用很小【 ，光化学性质十分稳定，不易因化学作用和生 物代谢降解，荧光可持续数周或更长时问，能动态观察细胞或 蛋白质的动力学过程，不会对组织细胞造成伤害；而且它可以 经受反复多次激发，不容易发生荧光淬灭。以上的特点使得量 子点在非线形光学、磁介质、催化、医药及功能材料等方面具有 极为广阔的应用前景。
量子点在检验医学中的应用 １．基于量子点的核酸检验 随着人类基因组计划的完 成，细胞蛋白组学、细胞图谱蛋白学要求对细胞亚区、亚结构的 蛋白组成及其相互作用网络进行动力学分析，而荧光图像技术 是进行这一研究的重要手段。有机荧光染料：易于淬灭，瞬时 即逝，无法对标记细胞进行长期的追踪及观察标记分子的动力 学过程。如果对量子点进行包裹修饰，如利用合成的胶态纳米 粒子ＣｄＳ，并在其外表面修饰一层巯基乙酸，使其具有水溶性， 并能与生物分子作用，从而可利用其外表面的功能性基团对蛋
＊ 基金项Ｅｌ：国家自然科学基金（３０９００３４８）；重庆市自然科学基金（ＣＳＴＣ，２００７ＢＢ５０６７）；重庆市科技攻关项目（ＣＳＴＣ，２００８ＡＣ０００１）；福建 省医疗器械和医药技术重点实验室开放基金（０９００１）；第三军医大学军事医学专项（２００８ＸＧ２４）。 通讯作者，Ｅ—ｍａｉｌ：ｗｅｉｌｉｎｇｆｕ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｒｎ。 ＤＯＩ：１０．３７６０／ｃｍａ．ｊ．ｉｓｓｎ．１ ６７３—４１３０．２０１０．０３．０１７ ・２４６・ 国际检验医学杂志２０１ｏ年３月第３１卷第３期Ｉｎｔ Ｊ Ｌａｂ Ｍｅｄ，Ｍａｒｃｈ ２０１０，Ｖｏ１．３１，Ｎｏ．３ 白质进行测定，量子点以其独特的优点而被用来作荧光标记。 ２００５年Ｚｈａｎｇ等 ］报导了一种基于ＦＲＥＴ的超敏纳米传 感器，该系统将量子点连接到ＤＮＡ探针上作为捕获探针，另 外设计了一个标记了ＣＹ５的报告探针。但标本中有靶ＤＮＡ 出现时，量子点与荧光受体间出现了荧光共振能量传递，从而 可以检测到两种荧光，而健康对照中则只能看到由量子点发出 的荧光。该方法的检出限较普通ＦＲＥＴ方法高出１００倍，从而 实现了ＤＮＡ突变的无扩增检测。２００８年Ｓｃｈｗａｒｔｚ等构建了 一个基于时间分辨ＦＲＥＴ的ＤＮＡ微阵列。该方法分别将探 针标记６５５ ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子点基团，靶分子标记淬灭基团（ＱＳＹ ２１）。通过检测发光基团与淬灭基团间的能量转换来判断样本 中靶分子的浓度。该方法与普通的ＤＮＡ微阵列比较，探针表 面覆盖率降低而灵敏度数倍提高。 量子点在核酸检测中应用得最多、最广泛，研究得最深入 的是与荧光共振能量传递技术相结合的分析方法。ＱＤｓ的光 谱性质使得它在ＦＲＥＴ的应用中具有很多优势，其宽的吸收 光谱使得供体（ＱＤｓ）的激发波长的选择有很大灵活性；ＱＤｓ狭 窄、在红外光谱区没有拖尾的发射光谱可以大大减少它与受体 发射光谱的重叠；可以选择受体发射光谱相对于供体激发光谱 有很大红移的供体一受体对等等，在研究生物大分子的相互作 用中尤具优势。然而，要将量子点与ＦＲＥＴ整合并取代传统 无机荧光染料分子，仍需克服以下几方面的问题：１）受量子点 颗粒结构的限制，量子点供体与受体间距较大，使产生的 ＦＲＥＴ较强。２）量子点产生荧光时间长，如何消除未结合发光 量子点的荧光，从而减少背景干扰是一个问题。 ２．基于量子点的免疫检测 随着量子点制备和偶联技 术的不断成熟，它已在标记免疫分析中得到了初步应用，已知 报道的最早期的量子点生物学应用就是免疫标记探针。吸附 了配体（抗体）的量子点可以高特异性地与靶受体结合，进而该 受体由于被荧光标记而被观测到。当量子点吸附不同抗体时， 可以特异性地标记不同的受体。 最早的标记试验是１ ９９８年由Ｂｒｕｃｈｅｚ小组完成的，该课 题组用两种粒径的ＣｄＳｅ—ＣｄＳ量子点分别标记鼠的成纤维细 胞的细胞核和肌动蛋白纤维，一种发绿色荧光，一种发红色荧 光，并且将发红光的量子点特异性地标记在肌动蛋白丝上，而 发绿光的量子点与尿素和乙酸结合，使量子点与细胞核具有高 亲和力，可以同时在细胞中观察到红色和绿色的荧光。 ２００３年Ｗｕ等ｌ９ 采用荧光免疫法，利用直径在７．４～１ｏ ｎｍ的ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子点标记了细胞。他们先用疏水的改良聚 丙烯酸包被量子点，使之与ＩｇＧ和链霉亲和素相结合，然后再 结合上抗Ｈｅｒ２抗体和抗核抗原抗体，使其能准确地标记在细 胞表面蛋白、细胞支架蛋白和细胞核内的蛋白质上。此方法可 同时识别细胞表面的Ｈｅｒ２和核抗原及胞浆微管蛋白和核抗 原。与有机荧光染料Ａｌｅｘａ４８８比较，量子点发射的荧光较强 且稳定性好＿ｇ Ｊ。 ２００６年Ｃｈｅｎ等 运用ｃｄｓ／ＰＰＡ量子点标记蛋白实现了 ＨＳＡ和ＩｇＧ的快速检测。该方法采用功能化的羟基基团增加 了量子点的水溶性和生物相容性。该方法检测ＨｓＡ的检出 限为４１ ｎｇ，检测范围为０．１Ｏ～２Ｏ．０ ｇ；对于人ＩｇＧ的检测范 围为０．１Ｏ～１５．０／＊ｇ。２００７年Ｊａｉｓｗａｌ等 首先用二氢硫辛酸 对ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子点进行修饰，然后与Ｐ糖蛋白抗体结合，对 培养中的ＨｅＩ ａ细胞和Ｄ．ｄｉｓｃｏｉｄｅｕｍ细胞表面的Ｐ糖蛋白进 行了标记。结果表明，进入细胞的量子点不影响细胞的正常生 长和功能，而且标记后量子点荧光相当稳定，持续１２ ｄ仍能看 到量子点的荧光。因此量子点可以用来制备追踪标记分子，用 于细胞生长过程中的动态研究。 ２００７年Ｋｅｒｍａｎ等 将亲和素化的ＱＤｓ与生物素化的 单克隆抗体偶联制成探针，利用双抗夹心免疫分析法成功地对 人血清标本中的总前列腺特异性抗原（ＰＳＡ）进行了检测，敏感 度达到０．２５ ｎｇ／ｍＩ ，检测范围为０．２５～１００ ｎｇ／ｍＬ。 ３．基于量子点的多肽检验 Ｇｏｌｄｍａｎ等［１ 将核壳层结 构的ＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子点与抗体结合，用于四种肠毒素：霍乱毒 素（ＣＴ）、蓖麻毒素（ＲＩＣ）、志贺样毒素（ＳＩ Ｔ）、葡萄球菌肠毒素 （ＳＥＢ）的同时分析。将发射波长分别为５１０、５５５、５９０、６１０的 量子点分别标记４种毒素抗体，在同一个微孔板上对４种毒素 进行同时检测。在混合物中每种毒素浓度较高（１ ０００ ｎｇ／ｍＩ ） 和较低（３Ｏ ｎｇ／ｍＩ ）的情况下，均实现了４种毒素的同时检测。 Ｇｏｌｄｍａｎ等 将基因重组蛋白通过静电作用结合到量子 点上，然后再与抗体相连接，通过改变反应物的浓度来改变量 子点连接抗体的数目，通过亲和色谱将结合与未结合的分子分 离。使用这种探针，结合Ｅ１ ＩＳＡ方法，成功地对２，４，６一三硝基 甲苯（ＴＮＴ）进行了荧光免疫分析。 ２００８年Ｃｈｅｎ等ｌ１ 运用量子点标记的适配子（Ａｐｔａｍｅｒ） 实现了ＡＴＰ的快速检测。该实验采用３条不同的核苷酸序 列：６０５Ｄ量子点标记的寡核苷酸序列、ＣＹ５标记的寡核苷酸序 列、包含ＡＴＰ Ａｐｔａｍｅｒ和能与前面两条序列互补杂交的核苷 酸序列。当没有靶ＡＴＰ出现时，Ａｐｔａｍｅｒ能与２条序列结合 而产生荧光能量传递；当样本中含有ＡＴＰ时，ＣＹ５标记的寡 核苷酸序列被取代，从而使量子点荧光增加而ＣＹ５的荧光降 低。实验证明ＡＴＰ适配子与ＡＴＰ结合后，发生构象改变从而 产生荧光强度改变，揭示了运用免疫量子点技术检测ＡＴＰ的 可能。 ４．量子点在检验医学中的其他应用 量子点应用于微 生物的标记检测是近年来的新研究领域。由于量子点优越的 荧光性能，高的荧光强度及良好的光稳定性，对于建立稳定且 高灵敏的微生物检测方法具有极高的应用前景。 ２００４年ｓｕ等 ”用磁珠分离然后用量子点荧光检测，实现 致病性大肠杆菌Ｏ１５７：Ｈ７的分离检测，达到１０ ＣＦＵ／ｍＩ 的 检测限。２００５年Ｈａｈｎ等［Ｉ 用链酶亲和素修饰的量子点荧光 探针检测Ｏ１５７：Ｈ７，其检测灵敏度比使用普通有机荧光染料 探针要高出两个数量级。同时由于链亲和素一生物素体系的 放大作用，也进一步提高了检测灵敏度，实现了单细胞的检测。 并且在２００８年Ｈａｈｎ等 又采用流式细胞技术对悬液中细菌 进行了检测。