荧光量子点
量子点材料的荧光量子产率测定技巧
量子点材料的荧光量子产率测定技巧荧光量子产率（Fluorescence Quantum Yield，简称FQY）是评估荧光物质发射光子数量的有效性的重要参数。
对于量子点材料来说，准确测定其荧光量子产率至关重要，因为这对于实现其在光电子学和生物成像等领域的应用具有重要意义。
本文将介绍一些常用的量子点材料的荧光量子产率测定技巧。
首先，了解什么是荧光量子产率。
荧光量子产率定义为被激发能量产生的发射光子与总的吸收光子之比。
这个比值通常通过与参考物质进行比较来确定，因为参考物质的荧光量子产率通常已经被准确测定。
在实际测定荧光量子产率时，有几个关键的步骤需要注意。
首先是材料的准备。
量子点材料通常需要合成，确保其具有所需的结构和成分。
其次，对合成的量子点进行表征，包括形貌、尺寸、结构和荧光发射谱的测定。
这些表征可以为后续的荧光量子产率测定提供参考。
一种常用的荧光量子产率测定技术是绝对法（absolute method）。
该方法使用准确已知的荧光量子产率的参考物质进行比较。
一种常用的参考物质是奥将定（Rhodamine 6G），其荧光量子产率已被广泛研究和证实。
通过将待测物质（量子点材料）与参考物质进行比较，可以计算出量子点材料的实际荧光量子产率。
测定过程中，需要注意控制荧光量子产率测定条件的一致性。
例如，激发光强度、测量器件的响应等因素应保持一致。
同时，准确测量弛豫速率（radiative rate）和激发态寿命（excited state lifetime）也是确定荧光量子产率的关键因素。
除了绝对法，还有一种常用的测量荧光量子产率的相对法（relative method）。
该方法利用样品吸收和发射光谱的特征，通过测量样品的发射光谱以及吸收光谱的重叠情况，计算相对荧光量子产率。
相对法的优势在于无需准确知道参考物质的荧光量子产率，而且可用于不同样品之间的比较。
在实际操作中，还有一些技巧可以提高荧光量子产率的测量准确性。
量子点荧光探针在生物检测中的应用
量子点荧光探针在生物检测中的应用随着生化技术的飞速发展，人们对于生物分子的研究越来越深入，生物检测技术也越来越成熟。
在这其中，量子点荧光探针成为了一个备受关注的技术，因其独特的性能在生物检测中得到了广泛的应用。
本文将就量子点荧光探针在生物检测领域中的应用进行介绍。
一、什么是量子点荧光探针量子点荧光探针是一种基于半导体材料的纳米级颗粒，可产生持久的、灵敏的荧光。
它们可以用来标记生物分子如一氧化碳、激素、氨基酸、核酸、蛋白质等，并可以通过荧光成像仪进行检测。
由于量子点具有优异的光物理性能(如高亮度和高光稳定性)，因此在生物检测中得到了广泛的应用。
二、量子点荧光探针在生物检测中的应用1.药物筛选/ 发现在药物研发过程中，需要对潜在药物分子与细胞蛋白质间的相互作用进行评估。
通过量子点荧光探针标记潜在药物分子，可以实现在亚显微级别上对药物分子与蛋白质的相互作用进行实时监测和评估，从而更有效地筛选和发现潜在药物。
2.生物分子标记量子点荧光探针可以用来标记细胞内的生物分子如蛋白质和核酸。
通过在标记过程中选择不同的颜色和波长，不同的生物分子可以被标记成不同的颜色从而方便分辨。
同时，由于量子点的稳定性大大提高了生物样品的存储时间，因此在生物分子的研究中也有重要的应用。
3.生物分析量子点荧光探针也可以被用来对生物分子进行分析。
这是因为当量子点荧光探针与生物分子结合时，荧光光谱会发生一定的变化。
这种变化可以被用来检测生物分子的存在和浓度。
因此，量子点荧光探针在生物分析领域具有广泛的应用。
三、量子点荧光探针的优势与传统的荧光探针相比，量子点荧光探针具有以下优势：1.更好的稳定性传统的荧光探针容易受到环境的影响而衰减，而量子点的稳定性更强，不容易受到溶液pH值、离子浓度和氧化还原条件等因素的影响。
2.更深的组织透过性由于其小尺寸和较高亮度，量子点荧光探针可以穿透深层组织，特别对于生物标本的内部成像而言特别有用。
3.更容易进行制备和化学修饰由于量子点的制备过程较为简单，因此制备成本较低。
量子点荧光探针在分析检测中的应用研究
量子点荧光探针在分析检测中的应用研究1. 引言量子点是一种准零维纳米晶粒，因其三个维度均受到量子限域，从而表现出一些独特的光学性能，如激发波长范围宽、发射波长范围窄且对称、量子产率高、荧光寿命长、光学性能稳定等优点。
量子点作为荧光离子探针在离子以及小分子检测领域引起了许多研究人员的关注并且取得了不错的进展。
离子和无机小分子与量子点之间可发生的物理或者化学作用，导致量子点的表面结构或者表面电荷发生变化，影响了电子与空穴的复合效率，从而对量子点的荧光强度产生增强或者猝灭作用。
量子点的荧光强度的变化与离子或者无机小分子的浓度之间往往存在一定的线性或者指数关系，利用这种数学关系就可以实现对离子或者无机小分子的定量测定。
量子点在金属离子、阴离子、氢离子以及其他无机小分子测定应用方面得到深入的探究，并且开发出基于量子点荧光增强测定离子的新方法，这一进展使得量子点荧光离子探针成为无机离子检测的重要方法之一。
量子点作为荧光离子探针，具有灵敏度高、使用量少、设备简单和重现性好等优点，因此具有很大的发展潜力和应用前景。
本文即是针对量子点荧光离子探针在金属离子检测、阴离子检测、氢离子浓度检测以及小分子检测等方面的研究进展加以综述。
2. 量子点荧光离子探针用于金属离子检测量子点的独特荧光性能主要取决于其表面状态及其所处的物理化学环境。
待检测物通过各种各样的物理化学作用，如吸附、共价键、静电作用和能量转移等方式与量子点发生相互作用，这将会改变量子点电子与空穴的复合效率，影响激子的产生，从而引起量子点荧光强度的变化。
对于金属离子而言，有些金属离子可以通过填充表面态来钝化量子点表面缺陷，从而使量子点荧光增强；有些金属离子则能够通过非辐射结合、电子转移和内滤效应等方式猝灭量子点的荧光。
金属离子对量子点荧光强度的影响使量子点荧光离子探针检测金属离子成为可能。
Isarov等首次报道了对金属离子与量子点相互作用的机理，Cu2+可以猝灭CdS QDs 的荧光，并且推测其猝灭机理是Cu2+集合到量子点的表面被还原为Cu+，而Cu+引起QD 导带的电子和价带发生空穴重组，导致量子点的荧光猝灭。
pbs量子点荧光量子产率
pbs量子点荧光量子产率量子点荧光是一种具有广泛应用前景的新型材料，其独特的光学性质使其在生物成像、光电子器件和发光二极管等领域具有重要的应用价值。
而量子点荧光的量子产率是评价其发光效果的重要指标之一，也是研究者们关注的热点问题之一。
量子产率指的是量子点荧光材料在受到激发后能够发射出的光子数量与所吸收的激发光子数量之比。
一般来说，量子产率越高，说明材料的发光效果越好。
而对于量子点荧光材料来说，其量子产率受到多种因素的影响，包括量子点的大小、形状、表面修饰以及材料的合成方法等。
在研究量子产率时，常用的方法之一是通过光谱法测定量子点荧光材料的激发光谱和发射光谱，然后根据吸收光强和发射光强之间的关系计算出量子产率。
另外，也可以利用荧光寿命测定法来间接计算量子产率。
这些方法都需要精密的仪器设备和复杂的实验操作，因此对于研究者来说，量子产率的测定工作并不容易。
近年来，研究者们通过不断探索和创新，提出了一系列提高量子产率的方法。
其中一个重要的研究方向是通过改变量子点表面的化学组成和结构来提高其量子产率。
例如，可以通过合成特殊结构的核壳结构量子点来提高其量子产率。
核壳结构量子点是一种由核部分和壳部分组成的复合结构，在核部分和壳部分之间形成一层阻隔层，可以有效地减少非辐射复合过程的发生，从而提高量子产率。
此外，还可以通过表面修饰来提高量子产率。
研究者们发现，通过在量子点表面修饰上一层有机分子或无机分子，可以有效地改变其表面性质，从而提高其量子产率。
例如，将量子点表面修饰上一层带有亲水基团的有机分子，可以有效地减少表面缺陷态的存在，提高量子点的发光效果。
除了表面修饰外，还可以通过调控量子点的大小和形状来提高其量子产率。
研究者们发现，较小尺寸的量子点通常具有较高的量子产率。
这是因为较小尺寸的量子点具有更大的能带分裂和约束效应，从而使得非辐射复合过程减少，发光效果得到提高。
总之，量子点荧光的量子产率是评价其发光效果的重要指标之一。
量子点荧光免疫层析技术
量子点荧光免疫层析技术量子点荧光免疫层析技术（QD-FLISA）是一种快速、灵敏、特异性高的生物分析技术。
该技术利用量子点荧光材料的独特性质，在生物分析和生物医学成像领域有着广泛的应用。
量子点是一种纳米材料，其大小在1到10纳米之间，表面活性高，具有优异的光学和电学性能。
量子点荧光材料的特性是它们在受到光激发时可以发出强烈的荧光信号，并且荧光颜色可以根据粒子大小和化学成分的不同而改变。
因此，通过选择合适的量子点，可以实现对不同荧光信号的识别和分析。
QD-FLISA技术将量子点荧光材料与传统的酶标免疫层析技术相结合，在生物分析领域有着广泛的应用。
其基本原理是将含有荧光免疫物的混合物加到含有固定免疫物的微孔板中，使免疫物与免疫物配体结合。
然后，加入荧光检测物，使其与免疫物结合并形成荧光免疫复合物。
最后，用激光或其他光源对免疫复合物进行激发，测量荧光信号，并以此来分析免疫反应的结果。
与传统酶标免疫层析技术相比，QD-FLISA技术有着以下几个优点：首先，QD-FLISA技术具有更高的灵敏度。
由于量子点荧光材料的荧光强度比传统荧光物质更强，因此可以检测到更低浓度的免疫物。
其次，QD-FLISA技术具有更高的特异性。
由于不同大小和形状的量子点荧光材料可以被选择性地与免疫物结合，因此可以排除其他非特异反应的影响，从而提高了特异性。
第三，QD-FLISA技术具有更高的多重检测能力。
量子点荧光材料的荧光颜色可以根据粒子大小和化学成分的不同而改变，因此可以同时检测多个免疫物。
最后，QD-FLISA技术具有更短的检测时间。
由于量子点荧光材料的光激发和荧光衰减速率都比荧光标记的免疫物更快，因此可以更快地完成免疫反应和荧光信号检测。
总之，QD-FLISA技术作为一种新兴的生物分析技术，在生物医学领域具有广泛的应用前景。
随着科技的发展，相信该技术将不断完善和发展，为生物分析和生物医学研究带来更多的可能性。
荧光碳量子点
荧光碳量子点荧光碳量子点是一种新型的纳米材料，具有优异的光学性能和广泛的应用前景。
本文将从荧光碳量子点的定义、制备方法、光学性质以及应用领域等方面进行介绍，以增加读者对这一新兴材料的了解。
一、荧光碳量子点的定义荧光碳量子点是一种纳米级的碳基材料，其尺寸通常在1-10纳米之间。
与传统的半导体量子点相比，荧光碳量子点不含有有害的重金属元素，具有较高的生物相容性和环境友好性。
它们能够在近紫外到近红外波段范围内发出可见光的荧光，具有较高的荧光量子产率和较长的激发寿命。
二、荧光碳量子点的制备方法荧光碳量子点的制备方法主要包括碳化法、碳化-氧化法、碳化-氮化法和碳化-硫化法等。
其中，碳化-氧化法是一种较为常用的方法。
具体而言，通过控制碳源和氧化剂的反应条件，可实现荧光碳量子点的制备。
制备过程中，还可以通过调节反应温度、时间和原料比例等参数，来调控荧光碳量子点的尺寸和光学性质。
三、荧光碳量子点的光学性质荧光碳量子点具有丰富的光学性质，包括尺寸效应、表面效应和量子限域效应等。
尺寸效应是指荧光碳量子点的尺寸与其发光性质之间的关系。
通常情况下，尺寸越小，荧光碳量子点的能隙越大，发光波长越短。
表面效应是指荧光碳量子点表面的官能团对其光学性质的影响。
通过表面修饰，可以调控荧光碳量子点的发光强度和波长。
量子限域效应是指荧光碳量子点在三维空间中的限域效应对其光学性质的影响。
通过控制量子限域效应，可以实现荧光碳量子点的发光颜色调控。
四、荧光碳量子点的应用领域荧光碳量子点具有广泛的应用前景，在生物成像、生物传感、药物输送、光电器件等领域具有重要的应用价值。
在生物成像方面，荧光碳量子点可以作为生物探针，用于细胞和生物体的荧光显微成像。
在生物传感方面，荧光碳量子点可以通过修饰特定的官能团，实现对生物分子的高灵敏度和高选择性检测。
在药物输送方面，荧光碳量子点可以作为药物载体，实现药物的靶向输送和控释。
在光电器件方面，荧光碳量子点可以制备成荧光太阳能电池、荧光LED等光电器件，具有重要的应用前景。
量子点荧光纳米球说明书
量子点荧光纳米球说明书一、概述本产品是包埋有荧光量子点的单分散聚合物纳米球，可保护量子点在使用过程中不受外界因素干扰并放大荧光检测信号，明显提高生物检测的灵敏度。
量子点荧光纳米球有多层亲水包覆，表面非特异性吸附低，可用于高灵敏度生物检测，如免疫层析，纳米流式及其他定性、定量检测。
二、技术参数1、材质：包埋有CdSe/ZnS量子点的聚苯乙烯纳米球2、固含量：0.5%（1mL悬浮液中含有5mg纳米球）3、平均粒径：120nm，C.V<10%4、表面官能团：羧基，含量0.36-0.42mmol/g5、密度：1.91g/cm35、荧光性能：激发波长范围：红色300-550nm；绿色300-500nm内任一波长均可激发，客户可根据自身条件择优选择，常选用波长有365nm，405nm，450nm，488nm 发射波长：530±5nm（绿色），625±5nm（红色）三、微球保存保存条件：超纯水中2-8℃密封保存，不可冷冻。
四、量子点荧光纳米球标记抗体参考方案1、将量子点纳米球溶液超声1-2min，分散均匀（也可手工吹打，但不可涡旋）。
2、取100μL纳米球悬浮液于离心管中，用活化缓冲液25mM MES，pH6.0洗涤替换1次，15000r/min，8min，最终超声分散至终体积200μL。
3、称取一定量的活化剂EDC用MES缓冲液溶解，配制成浓度为10mg/mL的溶液（A液）。
取10μL的A液加入到步骤2纳米球悬浮液中混匀，常温下反应25min。
E-mail http//4、活化完成后，离心悬浮液，去上清。
离心条件：15000r/min,6min，然后加入200μL MES pH6.0重新分散均匀。
5，加入5μg抗体到上述溶液中，常温反应1h，然后用1%BSA溶液封闭1h。
6，反应完成后离心去上清，然后用10mM PBS pH7.2的缓冲液洗涤1次，最终分散在PBS缓冲液中，含1%BSA，0.05%NaN3。
有机荧光与量子点对比
传统有机荧光
量子点
代表物质
罗丹明、荧光素
硒化镉（CdSe）、硫化锌（ZnS）
灵敏性
低，
半峰宽FWHM＞45nm
窄而对称
半峰宽FWHM＜30nm
荧光强度
低
高
荧光寿命
短。荧光寿命一般为1-10纳秒(ns)
长。荧光寿命可持续20-100纳秒(ns)
荧光稳定性
稳定性较差。荧光淬灭现象显著。
荧光强度和寿命快速衰减，抗光漂白能力弱。
稳定性好。抗光漂白能力强，光照不分解；外界环境（温度、pH等）对量子点荧光光谱基本没有影响；
背景干扰
荧光强度低，寿命短，较难克服背景荧光干扰
荧光强度高，寿命长，斯托克斯位移(Stokes Shift)大，能够最大程度排除了背景的干扰
多重检测
多指标同时检测时容易产生相互干扰
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荧光量子点探针在生物医学中的应用进展
杨冰冰1302班2013113010222
【摘要】量子点(半导体纳米微晶体)作为一种新型荧光探针,在生物医学领域中应用已引起国内外科学工作者的极大关注。
文章主要概括了荧光量子点在活细胞荧光标记及组织光学成像、肿瘤细胞示踪及检测、荧光免疫分析和微生物学等方面的应用。
【关键词】荧光量子点探针生物标记
量子点(quantumdots,QDs)又称半导体纳米微晶体,是一种由0族元素组成的能够接受激发光产生荧光的半导体纳米颗粒,其颗粒直径一般约为1~100nm。
由于其具有独特的量子尺寸效应和表面效应,表现出优良的光谱特征和光化学稳定性,许多科学工作者已经尝试着将其应用于生物学领域,并且取得了一定的进展。
本文将主要评述荧光量子点探针在生物医学中的应用进展。
一，活细胞荧光标记及组织光学成像
细胞或细胞组分成像的标准方法是用荧光物质对相关部位进行标记,量子点作为纳米尺寸的晶体,有着独特的光化学和光物理学特性,使其不仅适合单分子成像,也可以进行组织整体的成像研究。
Chen 等首次报道了将量子点与标记分子复合物通过转染进入细胞核,在实验中他们将量子点与SV40(猴病毒40)大的T抗原核定位信号(NLS)结合,并经转染进入活细胞,通过荧光成像系统监测到复合物从细胞质到细胞核的运动过程。
这一工作首次将量子点用于细胞核中进行长时程生物现象观测,提供了一种新的无细胞毒性成像技术。
Wu等证明
了量子点标记抗体能特异地识别亚细胞水平的分子靶点。
他们用量子点标记的羊抗鼠IgG作为二抗,结合抗Her2单克隆抗体,观察到了乳腺癌细胞表面的Her2。
用抗生物素蛋白交联具有不同发射光谱特征的量子点,配合生物素标记的二抗和特异性单抗,不仅能同时识别细胞表面的Her2和核抗原,也能同时识别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而且不被激发光淬灭。
Jaiswal等基于量子点荧光的稳定性,用DHLA包被的量子点与活细胞于37e共孵育,观察到量子点通过内吞作用进入细胞,也观察到交联生物素的量子点进入生物素化的细胞。
进入细胞的量子点不影响细胞的形态和生长,培育12d还可看到细胞内的量子点荧光。
Lidke 等应用QDs的荧光示踪EGF与其受体erbB1的结合和信号转导过程,直接实时动态观察到一个信号分子与细胞膜结合通过细胞丝足、胞吞内化,以及与erbB2、erbB3相互作用的全过程,直观显示了癌细胞信号转导的过程,这表明QDs为研究活细胞内的信号传递及其分子机制开辟了一条新的途径。
二，肿瘤细胞示踪及检测
将基于量子点荧光探针建立的光学成像技术应用于肿瘤的早期诊断有着巨大潜力,这是一项灵敏的、非电离性、花费相对便宜的技术。
Nida等将量子点连接的表皮生长因子受体与抗生长因子抗体形成共轭对来探测宫颈癌前期生物学标志物,结合光学成像技术,显示宫颈癌在分子水平的变化,有助于肿瘤的早期诊断。
Kim等将近红外QDs以4.0@10-7mol/L的浓度分别注射入小鼠前爪及猪腹股沟皮下,
在卤灯激发下实现了腋窝及腹股沟皮下1cm深度的前哨淋巴结的精确定位成像,克服了放射性核素和X射线对淋巴系统造成的放射性损伤和定位特异性不强的缺点,有助于临床外科医生对前哨淋巴结的术前精确定位和在病理诊断中对切除组织的准确分析。
Sukhanova等应用抗p糖蛋白抗体作为一抗,QDs偶联多价二抗进行荧光成像,清晰地显示了p糖蛋白在乳腺癌细胞膜的分布情况,效果远远优于FITC等其他荧光染料。
付志英等在量子点表面成功修饰了羊抗小鼠IgG和聚乙二醇,制备功能化的水溶性QDs荧光探针,利用探针对胃癌细胞相关抗原CA242进行了检测,所建立的胃癌细胞QDs荧光探针检测方法在光稳定性和灵敏度方面比传统的基于荧光染料标记的免疫荧光分析有明显改善,从而为CA242的相关检测以及胃癌的诊断与愈后判断提供了新方法,极具临床实用价值。
三，荧光免疫分析
量子点荧光探针还可以用于荧光免疫分析。
1998年,Chan等1142发现在牛血清白蛋白(BSA)中,多克隆抗体能识别量子点标记的免疫球蛋白(IgG),使量子点聚集在一起;相反如果没有这种抗体,QD-IgG 结合体就良好地分散于BSA中。
这一试验结果证明用量子点标记的免疫球蛋白分子能识别专一的抗原和抗体。
Goldman等也将量子点与抗体结合,对葡萄球菌肠毒素和2,4,6-三硝基甲苯进行了荧光免疫分析。
后来,Goldman等又将抗生物素蛋白作为一种受体蛋白与量子点连接,从而使量子点可以与生物素化的蛋白偶联。
这种受体蛋白为将抗体连接到QDs荧光探针上提供了一种分子连接的桥梁,也使抗体与
其偶联物能应用于荧光免疫分析。
应用这种方法检测毒素,如SEB、choleratoxin等,可以达到用有机染料进行标记的同等检测限。
2004年Goldman等1172又用4种不同颜色的量子点分别与抗霍乱毒素、蓖麻毒素、志贺菌毒素和葡萄球菌肠毒素B的抗体偶联,在同一个微孔板上进行4种毒素的同时检测。
Lingerfelt等1182也用交联生物素的量子点对葡萄球菌肠毒素B进行了免疫色谱检测,这种方法的检测限最低可达10ng/mL。
量子点技术在各个领域的蓬勃发展足以引起相关研究人员的高度重视,作为一类理想的荧光探针,量子点很高的荧光强度和荧光稳定性使我们可以用它来进行病理组织标本的检测以及疾病的诊断,可以为其它学科的基础研究提供一种新的手段和方法。
根据量子点的多色性,我们还可以进行多种抗原的同时检测,从而可以简化检测过程,缩短检测时间。
量子点在兽药的多残留检测方面也具有发展潜力。
我们还可以探讨将量子点与兽药分子结合添加到饲料中,以此来研究药物分子在动物体内的代谢过程,从而为临床用药提供依据。
将量子点用于活体内目标分子的实时、动态检测是目前一个发展方向,另外,应用多色量子点进行多组分的同时检测也是目前的一个发展热点。
总之,量子点荧光探针在生物学中的应用是一个方兴未艾和值得高度重视的新领域,随着量子点荧光探针技术的不断发展和完善,必然会给药物筛选、疾病筛查、基因测序等多个生物医学研究领域带来新的发展契机。