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荧光量子点 概念、生物检测中的应用 荧光量子点是一种半导体纳米晶体（Semiconductor nanocrystal），简称量子点 (Quantum dots，QDs) 接受激发光发射荧光 由Ⅱ-ⅥB族 (如 CdSe、CdTe、CdS、ZnSe 等) 或Ⅲ-ⅤA族（如 InP、InAs 等）元素组成 一、荧光量子点概念 硒化铅量子点的扫描电镜图 Int J Mol Sci. 2009 Feb; 10(2): 441–491. 目前研究较多的是 CdSe、CdTe 等。量子点一般是直径为 1-10nm 的球状晶体。 二、量子点发光原理 量子点可以把电子锁定在一个非常微小的三维空间内，当有一束光照射上去的时候电子会受到激发跳跃到更高的能级。当这些电子回到原来较低的能级的时候，会发射出波长一定的光束。 当某个波长的激光对量子点进行照射激发，会产生各种各样的颜色，量子点可以产生多种颜色的光，光的颜色取决于量子点的尺寸。 Bioimpacts. 2014; 4(3): 149–166. 三、荧光量子点的特点 1、激发光谱宽 应用单一波长的激发光就可达到同时激发多种量子点的目的，传统有机染料荧光分子激光谱较窄，必须用合适能量的光来激发，如FITC需经490nm波长激发呈现出黄绿色荧光。 2、发射波长窄 量子点的发射峰窄而对称，不容易重叠，可以使用小于其发射波长10nm的任意波长的激发光进行激发，从而避免相邻探测通道的串扰。 注：四个CdSe /ZnS量子点样本的吸收(上曲线)和发射光谱(较低的曲线)。蓝色的垂直线显示的488 nm氩离子激光器。 三、荧光量子点的特点 3、不同粒径和组成的量子点其发射波长不同 量子点的粒径越小，其表面积就越大，表面的原子就越多，吸收的能量也就越大，通过调整量子点粒径的大小，可以获得从蓝到近红外一系列不同的光，荧光可覆盖整个可见光谱， Science. Author manuscript; available in PMC 2005 Sep 13. 4、荧光效率高 荧光强度强，稳定性好，抗漂白能力强，可经受反复多次激发而不易发生荧光猝灭。 5、生物兼容性好 对生物大分子标本的活性无伤害，尤其是经过各种化学修饰之后可以进行特异性连接。 三、荧光量子点的特点 PLoS One. 2010; 5(8): e12075. C57BL/6?小鼠海马体注射QDs后7天和28天观察到的图片 J Neuroinflammation. 2012; 9: 22. 常用的修饰方法： 合成核壳结构的量子点，即在表面包裹一层晶体结构相似、带隙更大的半导体材料。 用含巯基的有机分子对量子点进行表面修饰，含巯基的有机分子是一种两性聚合物。 四、量子点的表面修饰 量子点的结构示意图 Int J Mol Sci. 2009 Feb; 10(2): 441–491. 外壳不但有效增加核心的发光效率，防止光化学降解，还可以在其表面增加外包被来对其进行修饰，以增加其亲水性和生物标记特性。 五、量子点的分类 由疏水配体包裹的 核/壳型荧光纳米材料 包覆了一层聚合物，提高 量子点的生物相容性 按几何形状，分为箱形量子点、球形量子点、四面体量子点、柱形量子点、立方量子点、盘形量子点和外场诱导量子点 按其电子和空穴的量子封闭作用，可分为1型量子点和2型量子点 按其材料组成，分为元素半导体量子点、化合物半导体量子点和异质结量子点 此外，原子及分子团簇、超微粒子和多空硅等也都属于量子点范畴 QDs-IgG复合物探针对裸鼠肝癌模型肿瘤组织石蜡切片的免疫荧光成像：肝癌组织石蜡切片中表达AFP的肝癌细胞浆被QDs-IgG复合物探针特异性识别，表现出明亮的橘红色荧光。 六、量子点的应用 ---荧光标记 六、量子点的应用 ---标记细胞蛋白 0min 30min 60min PI 碘化丙啶 QD C.包含各种量子点的不同颜色的微珠被注射到小鼠体内用于活体成像 D.用连接有抗体的红色量子点进行小鼠活体内前列腺癌细胞的特异性标记和成像。 六、量子点的应用 ---活体成像 武汉珈源量子点技术开发公司 CdSe/ZnS?油溶性量子点、 水溶性量子点、量子点标记一抗二抗 武汉奥博生物技术有限公司 水溶性量子点 深圳海王英特龙生物技术股份有限公司 氨基水溶性量子点 杭州纳晶科技有限公司 CdSe/ZnS?油溶性量子点 北京中科物源生物技术有限公司 油溶性CdS量子点 泰州海王纳米生物医学科技有限公司 羧基水溶性量子点 国内量子点公司 【通用名称】降钙素原（