生物纳米探针简介
纳米技术在医学及生物领域中的应用
纳米技术在医学及生物领域中的应用随着纳米技术的不断发展，其应用领域也不断拓宽，其中医学及生物领域的应用备受关注。
纳米技术在这个领域中的应用主要有两个方面：一是纳米材料在医学中的应用，包括纳米药物、纳米生物活性材料等；二是纳米技术在生物学研究中的应用，包括纳米探针、纳米生物传感器等。
一、纳米材料在医学中的应用1. 纳米药物纳米药物是将药物包裹在纳米颗粒中，目的是增加药物的稳定性、增强溶解性、延长药物的半衰期等。
纳米药物的应用范围非常广泛，包括癌症治疗、心血管疾病治疗、传染病治疗等。
其中，纳米颗粒可以通过靶向药物释放来实现治疗效果的最大化。
例如，纳米颗粒可以通过靶向癌细胞来释放药物，从而减少对正常细胞的影响。
2. 纳米生物活性材料纳米生物活性材料是指用纳米技术制造的具有生物活性的材料。
这类材料在医学中的应用也非常广泛，包括生物传感器、诊断试剂、组织工程材料等。
其中，纳米生物活性材料可以通过一定的修饰来实现特定的检测和治疗效果。
例如，利用纳米生物活性材料制造的生物传感器可以实现精准的生物检测，从而提高疾病的诊断准确率。
二、纳米技术在生物学研究中的应用1. 纳米探针纳米探针是指采用纳米技术制造的用于生物分子检测的小型探针。
这些探针通常可以在生物细胞中或生物分子中实现高灵敏度和高准确度的检测效果。
例如，利用纳米探针可以实现对肿瘤标记物的快速检测、对细胞表面蛋白的快速检测等。
2. 纳米生物传感器纳米生物传感器是指以纳米技术制造的用于检测生物分子的传感器。
这些传感器可以实现高灵敏度和高准确度的检测效果，具有在体内实时监测生物分子的能力。
例如，利用纳米生物传感器可以实现心肌梗塞的早期诊断、细菌感染的快速检测等。
3. 纳米医学影像技术纳米医学影像技术是指将纳米材料引入人体并利用纳米材料在影像学中的特殊性质来实现人体影像的技术。
这种技术可以实现对生物分子、组织器官的高分辨率影像，并且具有成像速度快、没有放射性危险等优点。
《DNA功能化纳米探针的设计及在miRNA检测中的应用》范文
1.纳米材料的选择
设计DNA功能化纳米探针的首要步骤是选择合适的纳米材料。常用的纳米材料包括金纳米粒子、量子点、碳纳米管等。这些材料具有优异的物理化学性质，如良好的生物相容性、较高的比表面积和易于修饰等。
2. DNA分子的设计与合成
DNA分子的设计与合成是DNA功能化纳米探针设计的关键步骤。根据目标分子的序列和结构，设计出具有特定序列的DNA探针。这些DNA探针通常通过特定的化学键合方式与纳米材物技术的快速发展，DNA功能化纳米探针已成为生物医学研究的重要工具。这类探针利用DNA分子的特异性识别能力与纳米材料的优越物理化学性质相结合，在生物分子检测、疾病诊断和治疗等方面展现出巨大的应用潜力。本文将重点介绍DNA功能化纳米探针的设计原理及其在miRNA（微小RNA）检测中的应用。
二、DNA功能化纳米探针的设计原理
1.纳米材料选择：DNA功能化纳米探针通常选用具有良好生物相容性和光学性质的纳米材料，如金纳米粒子、量子点、碳纳米管等。这些材料能够与DNA分子有效结合，提高探针的稳定性和灵敏度。
2. DNA分子修饰：通过化学合成或生物工程方法，将DNA分子修饰在纳米材料表面。修饰的DNA序列需与目标miRNA具有高度的互补性，以保证探针的特异性。
四、展望与挑战
随着科学技术的不断发展，DNA功能化纳米探针在miRNA检测中的应用将更加广泛和深入。未来，研究者们将进一步优化探针的设计和制备方法，提高其稳定性和灵敏度，降低检测成本。同时，随着对miRNA功能和作用机制的深入研究，DNA功能化纳米探针将在疾病诊断、治疗和预防等方面发挥更大的作用。然而，仍存在一些挑战需要克服，如如何提高探针的特异性、降低非特异性吸附等。
3.信号检测与分析：通过光学、电化学等方法检测杂交后产生的信号，对miRNA进行定量分析。同时，结合信号放大技术，提高检测灵敏度。
生物纳米技术及其应用
生物纳米技术及其应用生物纳米技术是将生物学和纳米技术相结合的新兴学科。
它通过最先进的纳米技术手段，并利用生物体系的功能，将纳米材料或装置与生物体系进行相互作用、调控和修饰，产生新的生物材料或学科，从而开创了具有巨大应用前景的新兴技术领域。
本文将介绍生物纳米技术的原理、研究方向及其应用。
一、生物纳米技术原理生物纳米技术是将生物和纳米技术结合在一起，充分利用生物体系的天然优势，通过制备、修饰、组装等手段，用工程化手段设计生物材料与纳米材料之间的相互作用和调整，实现化学反应、催化反应、生物检测与诊断等一系列复杂科学问题解决。
生物体系与纳米体系的结合可以产生一些新的物理和化学性质，如表面改性、传感探针、生物分子测量、细胞监测等，同时，生物体系和纳米体系的材料、表面组装和功能也能互相影响。
生物纳米技术并非只是简单地结合两个不同的领域，相反，主要包括以下步骤：1. 材料合成，生物物质的收集和处理。
2. 纳米材料的结构设计与合成，生物分子在某些条件下的组装和调整等。
3. 纳米材料与生物组织、细胞、分子之间的相互作用机制研究。
4. 纳米和生物组织、细胞、分子的相互作用机制的应用开发。
二、生物纳米技术研究方向1. 生物传感探针生物传感探针是生物纳米技术中重要的研究领域，它是利用生物分子（如DNA、蛋白质、酶、抗体等）或生物组织（如细胞、细胞组织等）与纳米结构进行相互作用所形成的一种探测技术。
生物传感探针主要用于环境监测、化学分析、药物筛选、临床诊断等领域。
例如，利用DNA探针，可以对目标DNA进行靶向性探测和定量分析。
2. 生物材料设计生物纳米技术的另一个主要方向是生物材料的设计。
生物材料是指能够在人体活跃且具有特定功能的材料。
生物材料的设计需要考虑到其生物相容性、化学稳定性、力学性能等一系列因素。
借助生物纳米技术的优势，可以设计基于纳米级别的仿生材料来解决一系列生理问题，例如控制伤口愈合和再生细胞的生长等。
3. 细胞疗法细胞疗法是生物纳米技术的另一个重要应用领域，它是将人体自身的细胞重新植入到体内，代替已经死亡或损伤的细胞，以达到治疗疾病的目的。
纳米材料在医学诊断中的应用
纳米材料在医学诊断中的应用纳米科技作为当今科技革命的核心之一，在生产、储能、传感等领域得到了广泛应用。
而在医学诊断这一方面，纳米材料也展现出了广泛的应用前景。
目前，纳米材料在医学诊断中的应用主要包括纳米探针、纳米传感器、纳米生物芯片等方面。
一、纳米探针纳米探针是一种基于纳米材料的分子成像技术。
探针本身通常由纳米颗粒制成，可以在体内直接靶向特定的分子或细胞，从而实现对患者生理状态和病理过程的精准成像。
纳米颗粒具有极小的尺寸，与生物分子在分子水平上相互作用，能够实现对病理过程的高度灵敏探测。
同时，它还具有灵敏的信号反应和优越的组织穿透性能，可以快速准确地识别被测物质。
目前，纳米探针广泛应用于肿瘤、心血管疾病和神经系统疾病等方面。
例如，在肿瘤治疗中，纳米探针可以通过靶向配体与肿瘤细胞膜上的受体相结合，并通过调节渗透性、自身对肿瘤细胞的毒性等多种手段实现对肿瘤特异性的成像和治疗。
此外，在心血管疾病方面，纳米探针可以通过靶向血栓等异常物质，实现对冠心病、动脉硬化等病变的准确检测和治疗。
二、纳米传感器纳米传感器是一种基于纳米材料的感知器件。
它可以通过对身体内部物质进行检测和识别，实现对生理状态和病理过程的监测。
通常，纳米传感器可将生物分子与电子器件相结合，通过对体内物质的截获和转换，获取疾病的生理指标，从而实现对疾病的监测和预警。
纳米传感器具有高度的灵敏度和特异性，能够实现对非常小的生物分子的检测。
同时，它还能实现对多种物质的同时检测，具有高度的信号稳定性和多反应特性。
这种特点使纳米传感器在临床医疗中具有广泛的应用前景。
例如，在糖尿病智能监测方面，通过植入一种特定的纳米传感器，可以实现对血糖水平的实时监测，并在达到危险值时发出警报提醒，有效预防了糖尿病的并发症。
三、纳米生物芯片纳米生物芯片是一种将微米、纳米级别的生物材料与硅基芯片相结合的新型医疗技术。
它可以利用超级灵敏的探测技术，监测和分析人体内各种生物分子的含量和变化。
基于纳米微粒的生物医学成像探针研究
基于纳米微粒的生物医学成像探针研究近年来，随着生物医学领域的不断发展，受到了越来越多的关注。
纳米微粒具有较小的粒径和较大的比表面积，可以在生物体内实现高效的生物分子靶向成像，为生物医学成像技术的发展带来了新的契机和挑战。
一、纳米微粒在生物医学成像中的应用纳米微粒作为一种理想的生物医学成像探针，在生物体内可以实现高灵敏度和高分辨率的成像。
通过调控纳米微粒的大小、形状、表面修饰等参数，可以实现对生物分子、细胞和组织的定位和成像，为疾病诊断和治疗提供了重要的信息。
例如，利用纳米荧光探针可以实现对肿瘤细胞的靶向成像，辅助医生进行肿瘤的早期诊断和定位。
二、纳米微粒的设计与合成为了实现更好的生物医学成像效果，研究人员需要设计和合成具有特定功能的纳米微粒。
在纳米微粒的设计中，需要考虑纳米微粒的稳定性、生物相容性、靶向性等因素，以确保其在生物体内的安全性和有效性。
目前，常见的纳米微粒包括金纳米粒子、磁性纳米粒子、量子点等，它们在生物医学成像中具有各自独特的优势和特点。
三、纳米微粒在肿瘤诊断中的应用肿瘤是一种常见的恶性疾病，对于肿瘤的早期诊断和治疗具有重要意义。
利用纳米微粒作为生物医学成像探针，可以实现对肿瘤的靶向成像和分子诊断，为肿瘤的个性化治疗提供重要信息。
例如，通过利用具有特异性靶向配体修饰的纳米荧光探针，可以实现对肿瘤标记物的高灵敏度成像，帮助医生更准确地判断肿瘤的类型和发展阶段。
四、纳米微粒在神经系统疾病中的应用神经系统疾病是一类严重影响人类健康的疾病，对于神经系统的成像和诊断具有较高的要求。
纳米微粒作为生物医学成像探针，可以实现对神经系统的高分辨率成像，帮助医生更好地理解神经系统疾病的病理变化和发展规律。
例如，利用磁性纳米微粒可以实现对脑部肿瘤的MRI成像，提高神经外科手术的精准度和安全性。
五、纳米微粒在心血管疾病中的应用心血管疾病是全球范围内的一大健康难题，对于心血管的成像和诊断具有重要意义。
利用纳米微粒作为生物医学成像探针，可以实现对心血管系统的高灵敏度和高分辨率成像，帮助医生更准确地评估心血管疾病的严重性和发展趋势。
纳米技术在生物领域中的应用
纳米技术在生物领域中的应用 近年来，随着生物技术的飞速发展，纳米技术也逐渐成为了生物领域中的一个热门话题。纳米技术的应用能够为生物医学研究提供全新的思路和方法，有望推动生物领域的革命性突破。本文将从纳米技术在生物诊疗和药物传输中的应用进行探讨。
纳米技术在生物诊疗中的应用 传统医疗诊疗手段存在一定的局限性，如难以对疾病早期的发现和治疗进行有效的干预等。然而，纳米技术作为一种新兴的技术，能够通过制备人工“纳米器”来完成病灶的高效诊疗治疗。
一、纳米探针 纳米探针是一种可以结合疾病标志物并产生高灵敏度信号的功能性纳米材料。它可以在分子水平上检测、诊断和治疗疾病。作为一种新型的生物成像技术，纳米探针通过结合组织和细胞表面的生物标记物，可以用来标记、可视化和诊断癌症等疾病。纳米探针有独特的热敏效应、光学诊断能力和超声成像能力。
二、纳米疗法 纳米疗法指的是以纳米材料为载体来传递药物的初级医疗方式。由于纳米粒子拥有大比表面积和高表面能，当与生物药物相结合时，会显著地增强药物的稳定性，提高生物利用度和靶向性。然而，纳米疗法在临床应用中也存在着一定的挑战，例如纳米粒子的毒性、药物的释放速度和靶向性等问题。
纳米技术在药物传输中的应用 生物体内的环境极为复杂，传统药物难以直接到达目标部位，而纳米技术的出现为药物送达提供了新的手段。 一、纳米粒子 纳米粒子是一种非常小的粒子，其物理特性可用于直接到达靶位点送药，并且能够避免由于药物代谢等后续影响的发生，从而显著提高药物的疗效和治疗效果。
二、靶向纳米药物 靶向纳米药物是一种能够针对特定病变组织、细胞和分子靶点进行精准识别、定位和治疗的新型药物，除提高药物在治疗部位的浓度外，还可以大大减轻药物对健康组织的损害。
结语 纳米技术是一个日益繁荣发展的区域，它的应用领域远远不止生物领域，应用纳米技术提高生物医学的精准诊疗和药物传输效率已成为目前研究的热点之一。未来，纳米技术还将为生物医学领域带来很多新的突破。
纳米荧光探针在生物医学成像中的应用
纳米荧光探针在生物医学成像中的应用随着科学技术的不断进步，纳米技术在生物医学领域中的应用逐渐引起人们的重视。
其中，纳米荧光探针作为一种有效的工具，广泛应用于生物医学成像中。
本文将以纳米荧光探针在生物医学成像中的应用为话题，探讨其在分子影像学、肿瘤诊断与治疗、细胞追踪等方面的应用，以及对其未来可能的发展。
一、纳米荧光探针在分子影像学中的应用分子影像学是一门通过将生物分子标记成可见的信号并在体内进行探测的领域。
纳米荧光探针在该领域中应用广泛，具有高度选择性、灵敏度高等特点。
利用纳米荧光探针可以实现对生物分子活动、分布和代谢等信息的实时监测，为科学家提供了全新的研究平台。
纳米荧光探针可以用于细胞标记，以实现对细胞活动的追踪和研究。
例如，在神经科学研究中，科学家利用纳米荧光探针标记神经元，通过在体内或离体的实验中观察其运动和连接情况，从而深入了解神经元的功能和通讯机制。
此外，纳米荧光探针还可以用于分子靶向成像。
通过将特定的抗体、肽段等靶向分子与纳米荧光探针结合，可以准确地在体内标记、监测特定的生物标志物。
这种分子靶向策略在肿瘤诊断与治疗中具有重要的应用价值。
二、纳米荧光探针在肿瘤诊断与治疗中的应用肿瘤诊断与治疗是纳米荧光探针在生物医学领域中的一个重要领域。
纳米荧光探针可以通过改变其表面的化学组成和结构，实现对肿瘤细胞的选择性识别和靶向治疗。
一方面，纳米荧光探针可以用于肿瘤影像学检查。
例如，将纳米荧光探针注入体内后，可以通过荧光成像技术观察肿瘤的形态、位置和大小等信息，达到早期诊断和定位的目的。
同时，由于纳米荧光探针拥有高度灵敏的荧光信号，其在体内成像过程中可提供更加清晰和准确的图像，对于指导后续的肿瘤治疗具有重要意义。
另一方面，纳米荧光探针也可用于肿瘤治疗。
科学家可以利用纳米荧光探针的特殊性质，将其制作成载药纳米颗粒，实现对肿瘤细胞的靶向治疗。
这种靶向治疗策略不仅可以提高药物的局部浓度，减少对健康细胞的损伤，还可以降低药物的副作用，提高治疗效果。
纳米探针技术在分子诊断中的应用
纳米探针技术在分子诊断中的应用随着科技的进步，我们的医学也在不断地发展着。
现在，在医学领域中，出现了一种新型的技术——纳米探针技术。
随着该技术的研究与发展，它已经成为了分子诊断中最为先进、最为有效的技术手段之一。
在接下来的文章中，我们将会探讨一下纳米探针技术在分子诊断中的应用，并了解一下它的优势和挑战。
一、纳米探针技术的基本原理纳米探针技术是利用近年来快速发展的材料科学和纳米技术，将纳米粒子制成探针，来实现对分子的可视化、定位和定量分析。
该技术原理是利用纳米粒子的特殊性质，使其与目标物质发生作用，并将反应产生的信号转化为可观测的光学、电学等信号，从而实现对目标分子的检测与诊断。
二、纳米探针技术在分子诊断中的应用1. 癌症的早期检测纳米探针技术可以通过检测人体血液或体液中的特定蛋白质或基因，来进行早期癌症的检测。
如在乳腺癌检测中，该技术可以利用微球制成的探针，通过与乳腺癌细胞特定表面结构相互作用，实现对癌细胞的定位和识别，从而进行早期诊断和治疗。
2. 疾病的治疗监控纳米探针技术可以在治疗过程中通过监测人体内药物的变化，从而进行有效的治疗监控。
如，在癫痫患者治疗中，利用纳米探针技术可以实现对药物的监测，从而进行个体化治疗。
3. 疫情防控纳米探针技术可以通过检测生物样本中的病原体、抗体等分子，来进行疫情预警、疾病早期检测等方面的应用。
尤其在新型冠状病毒的检测中，该技术可以检测病毒核酸、抗体，快速定位病毒感染，有望为防控疫情提供重要支持。
三、纳米探针技术在分子诊断中的优势1. 高灵敏度纳米探针技术通过纳米材料的特殊性质，使其成为非常灵敏的传感器，对目标分子具有高灵敏性，可以实现微量分子的检测，达到极高的检测灵敏度。
2. 高特异性纳米探针技术对目标分子具有高度的特异性，可以选择性地作用于目标分子，与其他分子不发生反应，因此具有高度的特异性。
3. 易于操作纳米探针技术利用简便的检测手段，可以通过光、电、磁等信号的转换，进行定量和定位分析。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
生物纳米探针简介 杨帆* 郭芷萱 郭洋 维基百科中介绍[1]，纳米颗粒通常指三位尺度都在100nm以内的颗粒。纳米晶体是纳米颗粒的一种，而与之相应的英文词“nanocrystal”则已经被EPIL公司注册为商标。其实纳米颗粒有悠久的历史。人们发现早在9世纪的工艺品中，就了有银、铜纳米颗粒的应用。当前，研究者们认为纳米颗粒在生物医学、光学、电子学等领域具有广泛应用潜力，进而在这方面的作了比较多的研究。在美国，还有专门为纳米颗粒研究而投入的社会基金（由National Nanotechnology Initiative提供）。 纳米颗粒因具有一些不同于宏观物质的特性，而受到了科学工作者的留意。研究者们观测到了一些和尺寸相关的物理性质，例如半导体纳米颗粒的量子束缚。 半导体纳米颗粒是纳米颗粒的一种，当其足够小（通常小于10nm）时，电子能级会量子化。这时，它们也被称为“量子点”。这类纳米颗粒在生物医学中已有了初步应用，例如药物运送、在体成像等。 同时，纳米颗粒对环境及健康的影响也在研究中。由于纳米颗粒的高表面积体积比值，它们如果具有与某些物质反应的特性，那么反应可能会非常活波。它们还可能穿入细胞膜进入细胞，与细胞内的物质进行一些可能存在而目前人们尚未知晓的反应。目前，FDA和一些其他相关机构已经开始了关于纳米颗粒对环境及人类健康影响的研究。 在生物医学领域，应用的纳米颗粒主要有量子点、胶体金、磁纳米颗粒等。本文将分别对上述三种材料做一简略介绍。
*作者信息：杨帆，05医学实验，90513113，负责写作量子点介绍部分的初稿； 郭芷萱，05医学实验，90513124，负责写作胶体金介绍部分的初稿； 郭洋，05医学实验，90413126，负责写作磁纳米颗粒介绍部分的初稿。 杨帆在自己的初稿的基础上，粗略整合了郭芷萱、郭洋的初稿，写成了作业的第二稿，即本文。整合的过程，基本保留了每篇原稿的风格与内容。由于时间的关系，整合工作主要是在全文或每篇原稿的开头写一些介绍性质或衔接过渡的段落。
量子点[2] 维基百科中介绍[3]，量子点是激子在空间三个维度上都被束缚，性质介于宏观半导体物质与分散单分子之间的半导体纳米颗粒。在胶体环境中，人们可以合成多种量子点，包括CdSe, CdS, InAs, InP等。如果直径在2-10nm左右（约相当于10-50个原子排成一排的长度），一个量子点内总共包含的原子数目约为100到100,000个。胶体合成法相对简单、便宜、低毒害。利用这种方法，人们可以大量制备量子点。另外，一些量子点也可以用电化学的方法来合成。有一些量子点被包埋在另一种具有相对较大能隙的物质中，形成核壳结构，例如CdSe-ZnS核壳结构（在300K时，CdSe和ZnS能隙分别为1.73eV和3.6eV）。 量子点的一大光学特性是其颜色会随颗粒大小而变化，同种物质，颗粒大小不同，其发光颜色也不同。颗粒越大，其发射光子的能量越低，颜色越红，反之亦然。这是由于量子点的能隙与其颗粒大小的平方反相关，即较大的量子点具有更多空间排布更紧密的能级，而这就允许其吸收能量更低的光子，即谱线更靠近红色区域的光子。除了颜色，量子点的发光
1 寿命可能也和其颗粒大小相关，颗粒越大，寿命相对越长。而颗粒形状对量子点发光及寿命的影响，目前尚未清晰。 量子点由于其相对的高量子产率，在光学领域有重要应用；因其颗粒大小的可调节性，量子点在许多应用中都展现了优势。在生物医学研究中，各种经典的有机染料随着科学工作者越来越高的要求，已经日益难以满足期望，而这时量子点渐渐开始了弥补这些传统染料的不足。与传统有机染料相比，量子点染色更亮、更持久。量子点的染色稳定性使得分子或细胞的在体实时监测、成像成为可能。研究者在小鼠淋巴结中观测到量子点的时间甚至可以超过4个月。量子点的在体实时成像可以让人们观测到单个细胞的迁移，而这对胚胎形成、癌症转移、干细胞治疗、淋巴免疫等研究都有重要意义。 Marcel Bruchez, Shimon Weiss, A. Paul Alivisatos等研究者[4]在1998年发表的文章中写
道，在生物医学成像与诊断中，被用来作荧光探针的量子点，与传统的荧光染料相比，拥有一个更窄的、可调节的、对称的发射光谱，宽广的、连续的激发光谱，而且它染色的化学稳定性更强（见图1、图2）。他们在鼠3T3成纤维细胞上的单激发、双发射量子点标记实验，证明了量子点的上述部分优点。
图1[4]. (A) 颗粒大小及材料依赖的包有表面活性剂的各种量子点的激发光谱示意图。蓝色的峰系从右至左分别表示直径2.1nm, 2.4nm, 3.1nm, 3.6nm, 4.6nm的CdSe量子点的激发光谱；绿色峰系从右至左依次表示直径为3.0nm, 3.5nm, 4.6nm的InP量子点的激发光谱；而红色峰系从右至左则分别表示直径为2.8nm, 3.6nm, 4.6nm, 6.0nm的InAs量子点的激发光谱。 (B) 实际情况下，用紫外灯照射缓冲水溶液中一系列硅包裹的核（CdSe）-壳(ZnS或CdS)结构量子点探针，它们全部同时发为光。
见原文。 图2[4]. 荧光素-鬼笔环肽与红色量子点标记肌动蛋
白的染色稳定性对比。每隔很短一段时间，检测一次荧光强度。随着检测次数的增加，荧光素-鬼笔环肽标记肌动蛋白的荧光强度迅速降至较低水平，而红色量子点标记肌动蛋白的荧光强度则下降缓慢。具体信息请参
Shuming Nie等研究者[5]在1998年发表的文章中写道，共价键合生物分子的高亮度量子点（CdSe-Zns）可以用来做生物检测。与有机染料，如罗丹红，相比，量子点探针的亮度是后者的20倍，稳定性是后者的100倍，而发射峰宽仅为后者的1/3。 这些经过修饰的量子点
2 溶于水且有生物亲和力。标记转铁蛋白的量子点可以经受体介导的内吞作用进入HeLa细胞，且经免疫分子标记的量子点可以识别特异的抗原或抗体。 Leland W K Chung, Shuming Nie等[6]于2004年发表文章介绍了关于多功能量子点在在
体肿瘤追踪、成像方面的研究进展。他们及其他的研究小组发现，在体液环境中，量子点表面的配基和包被结构会缓慢变性，导致量子点表面缺陷及荧光淬灭。因此，他们在研究中，使用了一种在体高度稳定的双亲性高分子量三段式多聚物包裹的TOPO-量子点（见图3）。在双亲性多聚物的外端，可以通过羧基连接多个功能集团，这使得量子点探针的特异性、亲和力及敏感性都有提高。同时，这种量子点在颗粒大小上也很适合在体研究。它们比一些生物有机分子大，这使得它们在血液或组织中停留的时间与后者相比大大增加。一些蛋白染料结合物不到1min就会被血液清除，而上述量子点在血液中保持的时间可长达48到72小时。另外，上述量子点又不是太大，它们完全可以和细胞表面的受体结合，或通过胞吞、蛋白搬运的作用进入细胞，甚至通过核孔进入细胞核。
图3[6].多功能量子点探针结构示意图。CdSe-ZnS量子点被TOPO包被，后者与双亲性高分子量三段式多聚物的疏水端结合，而三段式多聚物的亲水端则可以与多个功能集团（如PEG, 抗体、小分子药物、抑制剂或其他肽段等）共价结合，使量子点具有多重功能。具体信息请参见原文。
瘤组织。 上述研究者通过对人类前列腺癌细胞鼠移植的在体研究，提出三段式多聚物包裹TOPO-量子点可以通过主动、被动两种模式靶向定位肿瘤细胞（见图4）。通过量子点标记的肿瘤细胞皮下注射，多功能量子点探针系统注射，特殊波长分辨成像，他们获得了在体肿瘤细胞信号探测灵敏的多色荧光图像（见图5）。
图4[6]. 量子点定位肿瘤细胞示意图。左图为被动模式，PEG键合的量子点通过肿瘤周围血管内皮细胞增大的裂隙（即通透性），进入并滞留、积聚在肿瘤部位；右图为主动模式，PEG及抗体同时标记的量子点通过与肿瘤表面特异性抗原的高亲和力结合靶向定位肿
3 图5[6]. 信号灵敏的、多色荧光同时显示的量子点在体成像。(a)图中，右上图是量子点标记的肿瘤细胞，右下图是绿色荧光蛋白标记的肿瘤细胞，它们离体时的亮度是相当的。分别经身体右、左两侧，大约各1000个量子点标记的肿瘤细胞及绿色荧光蛋白标记的肿瘤细胞被注射入小鼠。如左图所示，只有量子点的荧光被检测出来，而绿色荧光蛋白的荧光则未能从身体的自发荧光中凸显出来（鼠身体左侧圆圈标示绿色荧光蛋白标记肿瘤细胞的注射部位）。(b)图中，右上、中、下图分别显示发射绿光、黄光及红光的量子点。每种颜色的量子点，大约各1-2百万个，分别在三个不同的区域经皮下注射进入小鼠体内。如左图所示，在单种激发光源的照射下，由于宽广的激发谱，三种颜色的量子点探针可以同时发光。具体信息请参见原文。
上述研究者写道，由于近红外光对组织的穿透能力更强，运用近红外量子点可以加深探针进入组织的深度，并提高显像灵敏性。他们预测，量子点可以通过与定位、治疗、显像试剂整合，在癌症、心血管系统斑块、神经系统退行性病变等疾病的非侵入性成像、诊断及治疗中，发挥重要作用。
图6[7]. 量子点在生物医学检测、成像中的应用。
随着时间的推移，研究的不断拓宽及深入，量子点的应用将变得越来越丰富且成熟。X. Michalet, F. F. Pinaud,S. Weiss等研究者在2005年发表文章写道[7]，
在过去的20年间，量子点的研究从电子材料领域到生物医学应用，有了很大进步。近来研究中应用量子点的实例包括甘氨酸受体在神经元中扩散的观察、手术中近红外量子点标显淋巴结的在体识别等。新一代量子点在细胞内单分子水平变化、高分辨率细胞成像、细胞转运或迁徙的长期在体观察、
4