新型纳米探针—纳米颗粒.PDFVIP

新型纳米探针—纳米颗粒 付雅斌郑强 孙宇 刘潜 简介 “纳米”是英文namometer的译名。 长度的度量单位，4个原子的直径 长度的度量单位，4个原子的直径 一纳米等于十亿分之一米的长度 一纳米等于十亿分之一米的长度 红血球：200-300nm 红血球：200-300nm 细菌：200-600nm 细菌：200-600nm 病毒：几十纳米 病毒：几十纳米 简介 纳米科技 所谓纳米科技是以1~100nm尺度的物质或结构为 研究对象的一门新兴学科，就是指通过一定的 微细加工方式，按人的意志直接操纵原子、分 子或原子团、分子团，使其重新排列组合，形 成新的具有纳米尺度的物质或结构，研究其特 性，并由此制造新功能的器件、机器以及其它 各方面应用的科学与技术。 纳米材料特性 表面与界面效应 小尺寸效应 量子尺寸效应 宏观量子隧道效应 量子点 胶体金 磁纳米颗粒 量子点(quantum dots, QDs) 量子点 量子点(quantum dot)是准零维(quasi-zero- dimensional)的纳米材料，由少量的原子所构 成。粗略地说，量子点三个维度的尺寸都在 100纳米(nm)以下，外观恰似一极小的点状 物，其内部电子在各方向上的运动都受到局 限，所以量子局限效应(quantum confinement effect)特别显著。由于量子局限效应会导致类 似原子的不连续电子能阶结构，因此量子点又 被称为「人造原子」(artificial atom)。 量子点(quantum dots, QDs) 今天介绍的量子点( quantum dots, QDs)是近 年发展起来的一种新型荧光探针,与传统的有机 荧光染料相比,具有极其优良的光谱性能。其激 发光谱较宽,不同的量子点可以由同一波长的光 激发,而不同的有机荧光染料分子,则常常要用 不同波长的光来分别激发。 量子点不易漂白,发射光谱与粒径大小有关,通 过调整其粒径大小,可以发出不同颜色的荧光, 从而使不同生物分子的标记、区分、识别变得 更加容易,在生物化学、细胞生物学、分子生物 学等研究领域显示了极其广阔的应用前景 概念 消光系数：物质对光的吸收的大小值 摩尔消光系数 溶液浓度为mol/L， 光程厚度为lcm时的消光系数，其单 位是L/(mol.cm)，用ε表示。ε值是 物质的一个特征常数，由物质的性质 与光的波长而定。同一物质在不同的 波长所测得的ε值不同。一般采用ε 值最大的波长进行比色测定 概念 量子产率 荧光量子产率也叫荧光效率或量子效 率，它表示物质发射荧光的能力，通常 用下式表示： =发射荧光分子数/ 激发分子总数 或=发射荧光量子数/ 吸收光量子数 在产生荧光的过程中，涉及到许多辐射 和无辐射跃迁过程，如荧光发射、内转 移，系间窜跃和外转移等。 量子点 传统有机荧光基团 化学合成的有机荧光染料 遗传基因编码的荧光蛋白 两个不足： 荧光持续时间短 不适于多色观察 量子点特性 直径在1～100 nm 无机荧光基团, 又称荧光半导体纳米晶体 由金属离子Ag 、Hg、Pb、Zn、Cd及In, 和非金属元素S、Se、Te或P组成的核/壳 结构的半导体纳米晶体 稳定 呈现特殊的尺寸制约性光学特性 量子点特性 光学特性由内核决定 如ZnS和ZnSe 内核的发射光谱为兰紫光, CdE (E=S,SE,TE) 内核的发射光谱在可见光区段, InP、InAs 内核的则发出远红外光谱 改变量子点内核的尺寸可对其发射光波 长进行精细调节 CdSe 内核 量子点特性 这样的性质使得发不同荧光的量子点能 够同时被同一波长的光激发; 同时也使得