量子点荧光探针生物标记效率的研究.docVIP

 量子点荧光探针生物标记效率的研究# 关丽云，赵元弟** （武汉光电国家实验室(筹),华中科技大学 Britton Chance 生物医学光子学研究中心,湖北武汉 5 10 15 20 25 30 35 40 430074） 摘要：量子点作为一种新型的荧光纳米材料，具有许多优于其他荧光材料如有机荧光染料、 荧光蛋白的光学性质，因而量子点被广泛的用于细胞标记、组织及活体成像等领域。当量子 点用于生物标记时，为了满足标记多样化的需求，常常需要选择合适的量子点并进行多样化 设计，因此评价不同量子点的不同生物标记效果是很有必要的。本文总结了量子点在细胞标 记领域的应用，并着重对影响量子点细胞标记效率的因素详细地进行了探讨，如量子点的粒 径、量子点的表面修饰和外界环境等，并为如何选择并设计合适的量子点荧光探针提出新的 思路。 关键词：量子点；细胞标记；标记效率 中图分类号：Q819 Study on the Labeling Efficiency of Quantum Dots Fluorescent Probes GUAN Liyun, ZHAO Yuandi (Britton Chance Center for Biomedical Photonics, Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China) Abstract: As a novel kind of fluorescent nano-materials, quantum dots (QDs) have many excellent optical properties compared with other fluorescent materials like organic dyes, fluorescent proteins. Consequently, quantum dots-based fluorescent probes have been widely used in cell labeling, tissue and in vivo imaging. Quantum dots should be appropriately chosen and even designed for variety when applied in biological labeling, therefore, it’s essential to evaluate diverse labeling effects of various quantum dots probes. This paper summarized the application of quantum dots in cellular labeling, and concentratedly discussed the effect factors of quantum dots labeling efficiency, such as particle size, surface modification, environment, and proposed a new idea about how to choose and design appropriate quantum dots fluorescent probes. Key words: quantum dots; cell labeling; labeling efficiency 0 引言 量子点（Quantum dots, QDs）是一种半导体荧光纳米颗粒，主要由 II-VI、III-V 或 IV-VI 族元素组成，尺寸一般在 2~10 nm 之间。QDs 与传统的有机荧光染料相比，具有许多独特 的光学性质，如荧光发射光窄、发射波长可调、激发光谱宽、抗光漂白性强、宽大的斯托克 斯位移等[1-3]，这些优良的性质使得 QDs 展现出作为新型荧光探针的巨大潜力[4-7]。 1998 年，Nie[8]和 Alivisatos[9]课题组在 Science 上分别发表了 QDs 作为荧光探针用于细 胞成像的研究成果，从此拉开了 QDs 作为荧光探针在细胞标记领域应用的序幕。经过对 QDs 生物标记的基础问题，如量子点标记细胞机制、量子点与细胞的相互作用、不同量子点的标 记特性等进行了一系列的探索研究后，研究者开始根据实验需求设计各种功能化的量子点荧 光探针，因而量子点荧光探针变得更加多样化。 在设计合适的量子点探针进行标记时，量子点标记效率是很重要的考虑因