量子点在卫生分析领域中的应用

量子点(QDs)作为一种新型的半导体纳米材料,由于其具有斯托克斯位移大、生物相容性好、抗 光漂白、荧光寿命长、光催化活性强等优异的光化学特性,以及独特的介电限域效应、库伦阻塞效应等电学特性,近年来在卫生分析领域的研究和应用获得了广泛关注.本文重点综述了QDs对卫生样品中离子、小分子化合物(抗生素、生物毒素等)、生物大分...     

NEWS——CdTe量子点/过氧化物酶体系用于灵敏检测酚类化合物和过氧化氢

半导体纳米粒子（量子点,quantum dots,QDs）由于其独特的电子量子限域及尺寸相关的荧光发射性质,已经在电子学,发光装置和生物分析领域中引起了广泛的的兴趣。发展基于QDs的化学及生物分析尤其是传感器是分析化学领域的前沿之一。由于量子点的荧光对其表面非常敏感,物质与量子点表面的相互作用可能会导致荧光的变化;研究发现,电子／空穴受体（如苯醌、对苯胺等）会猝灭量子点的荧光。     

量子点比率荧光探针研究进展

量子点(QDs)是一种纳米发光粒子,具有优异的发光性能,在太阳能利用、荧光检测等方面具有广阔的应用前景。QDs与另一荧光团复合可构建比率荧光探针,实现可视化检测目标物并且提高了检测灵敏度。本文主要对QDs比率荧光探针的种类、构建方法和应用领域的研究进展进行综述,并对其中的不足进行分析,以期为研发具有优异性能的比率荧光探针提供借鉴。     

量子点荧光标记在重组噬菌体表面展示肽与胰岛素受体相互作用中的应用

近年来用于生物荧光标记的发光材料越来越多,尤其是具有较高发光效率、巯基羧酸修饰的纳米微粒,如CdSe,CdTe等半导体量子点(Ouantum dots,QDs)在生物荧光标记领域的应用已成为研究热点,QDs标记作为高灵敏度的非同位素荧光分析法,在实时监测生物体内,尤其是细胞内的蛋白质问相互作用以及研究细胞分化、细胞间相互作用方面的优势日益受到人们的重视。用有机荧光染料来标记细胞和生物分子的方法早已有应用嘲,但是传统的荧光染料有较多的缺陷：激发光谱窄;发射光谱很宽;易光漂白和光解。     

量子点及其合成研究中的常用表征技术简介

简单介绍了新型荧光材料量子点（QDs）的合成和应用,并对在QDs的表征中使用的分析技术及仪器（常用的技术和仪器有透射电子显微镜、X射线衍射、紫外-可见光分光光度仪、荧光分光光度仪、红外分光光度仪等）所能获得的QDs结构、粒径大小和分布、荧光量子产率和表面修饰结果等方面信息进行了重点介绍。     

量子点在生物体系中的光学应用

量子点（QDs）与传统染料分子相比,具有量子产率高、光学漂白低、稳定性强、尺寸可调等独特的光学特性.通过与荧光、电化学发光、荧光共振能量转移、循环伏安、差分脉冲伏安以及方波伏安等光电化学技术的联用,使得量子点在DNA、蛋白质、酶等生物分子,细胞以及活体成像中的应用越来越广.本综述简单介绍了量子点的特性及制备方法,重点讨论了其在生物体系中光学检测DNA、蛋白质及酶等生物分子,细胞分析以及活体成像中的应用,并展望了其在未来生命分析中的研究趋势与前景.     

活细胞合成量子点等生物纳米标记材料一种"时空耦合"合成新策略

通常,将三维受限的零维无机半导体纳米晶体称为量子点(Quantum dots,QDs).量子点具有优异的荧光性质,在荧光标记、激光、发光二极管、太阳能电池等前沿领域有着十分广泛的应用前景.就生物标记而言,与传统的有机荧光染料和荧光蛋白相比,量子点优异的荧光性质体现在,具有发光颜色可通过不同粒径和(或)组成进行调控、激发光谱宽而连续、发射光谱窄而对称、荧光量子产率高、荧光亮度高、光稳定性好(耐光漂白)等优点.     

蛋白包覆的作用模式对CdTe量子点光稳定性及细胞毒性的影响

<正>量子点(quantum dots,QDs)是一种新型荧光纳米材料,具有宽带吸收与窄带发射、发射波长随粒径可调、双光子吸收截面大和抗光漂白等优异性质,在细胞和活体成像、化学和生物传感等领域正在得到越来越广泛的应用。随着应用研究的不断深入,量子点的生物效应特别是其细胞毒性引起了人们的普遍关注,提高量子点的稳定性及生物相容性已成为一个重要的研究课题。本论文通过系统研究牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)包覆的三种作用模式(静电模式、     

QDs标记免疫调节肽及其与T细胞作用的表征

量子点是直径为1~10 nm的球形半导体纳米晶体, 也被称为半导体量子点, 简称QDs. 与有机荧光染料相比, QDs具有激发光谱单一、 荧光谱线窄、 发光效率高、 发光颜色可调、 可进行多色联合标记, 并且光稳定性好等优点, 所以量子点是非常有前途的生物标记物[1,2].  研究结果表明, 量子点可以与许多生物分子如蛋白质、多肽、核酸及小分子配体等偶联. 现已有许多关于量子点标记生物分子的报道, 如用量子点标记木瓜蛋白酶、 胰蛋白酶、 天花粉蛋白和表皮生长因子等[3-5].用量子点标记生物分子作为荧光探针已成功地应用于多种生物分析, 如DNA杂交监测、 免疫分析和用QDs检测ATP推动的反应等[4,6,7]. 目前, 对量子点标记生物分子的报道多为对大分子蛋白质的标记, 而对小分子肽标记的报道却很少.     

量子点表面分子印迹复合荧光探针的研究进展

分子印迹是一种制备对目标化合物具有高选择性的高分子聚合物材料的技术。制备的分子印迹聚合物(MIPs)因含有与模板分子在空间结构和功能基团排布上高度吻合的三维空穴,从而对模板分子具有良好的记忆效应。在量子点(QDs)表面印迹MIPs层,可制备QDs@MIPs复合材料,该复合材料兼具QDs荧光检测的高灵敏度和MIPs的高选择性,在生物、药物和环境分析等领域受到越来越多的关注。本文就QDs@MIPs的合成及应用的研究进展进行了综述。     

CdSe包覆层数对水溶性CdTe/CdSe (II型)核壳量子点的光学特性和微观结构的影响

在水相合成的CdTe量子点的体系中通过分批次加入新鲜配制的NaHSe和CdCl2溶液,制备出了CdSe包覆层数不同的CdTe/CdSe核壳量子点,并着重考察了CdSe包覆层数对CdTe/CdSe核壳量子点的光学特性以及微观结构的影响.与CdTe量子点相比,CdSe单层包覆的CdTe/CdSe核壳量子点的吸收峰和荧光发射峰出现明显红移;随着CdSe包覆层数的增多,CdTe/CdSe核壳量子点吸收光谱的覆盖范围向长波方向扩展,荧光发射峰强度逐步下降,荧光寿命大幅延长,体现出Ⅱ型核壳量子点的特征.X射线衍射(XRD)分析表明,随着CdSe包覆层数的增多,CdTe/CdSe核壳量子点的粉末衍射峰由CdTe衍射峰位置逐步向CdSe衍射峰位置靠近.CdTe/CdSe核壳量子点因其延伸到近红外区域的宽吸收特性致使其在太阳电池领域具有重要的应用前景.     

Solvothermal synthesis of InP quantum dots and their enhanced luminescent efficiency by post-synthetic treatments

InP quantum dots (QDs) were solvothermally synthesized by using a greener phosphorus source of P(N(CH(3))(2))(3) instead of highly toxic P(TMS)(3) widely used, and subsequently subjected to a size-sorting processing. While as-grown QDs showed an undetectably low emission intensity, post-synthetic treatments such as photo-etching, photo-radiation, and photo-assisted ZnS shell coating gave rise to a substantial increase in emission efficiency due to the effective removal and passivation of surface states. The emission efficiency of the photo-etched QDs was further enhanced by a consecutive UV photo-radiation, attributable to the photo-oxidation at QD surface. Furthermore, a relatively thick ZnS shell on the surface of InP QDs that were surface-modified with hydrophilic ligands beforehand was photochemically generated in an aqueous solution at room temperature. The resulting InP/ZnS core/shell QDs, emitting from blue to red wavelengths, were more efficient than the above photo-treated InP QDs, and their luminescent properties (emission bandwidth and quantum yield) were comparable to those of InP QDs synthesized with P(TMS)(3). Structural, size, and compositional analyses on InP/ZnS QDs were also conducted to elucidate their core/shell structure.     

量子点与蛋白质相互作用热力学

量子点(QDs)具有宽激发窄发射、量子产率高、发射波长可调和抗光漂白等优异的光学性质,因而在生物医学成像与示踪、生物传感等方面有着广泛的应用前景。量子点进入生命体系后,首先会遇到蛋白质,量子点与蛋白质之间发生相互作用后,蛋白质的结构和功能会因此发生变化,量子点的性能及应用也会发生改变。研究量子点与蛋白质的相互作用规律,可以为量子点的精细设计、高效应用以及生物安全性评价提供理论依据。本文在总结国内外相关文献和本课题组工作的基础上,介绍了量子点与蛋白质相互作用的热力学方法;重点从热力学角度揭示量子点与蛋白质相互作用的机制。     

Reversible surface electronic traps in PbS quantum dot solids induced by an order-disorder phase transition in capping molecules

The electronic properties of semiconductor quantum dots (QDs) are critically dependent on the nature of the ligand molecules on their surfaces. Here we show the reversible formation of surface electronic trap states in the model system of solid thin films of PbS QDs capped with thiol molecules. As the temperature was increased from cryogenic to room temperature, we discovered a phase transition in the fluorescence spectra from excitonic emission to trap emission. The critical temperature (T(c)) of the phase transition scales with molecular length and in each case is close to the bulk melting temperature of the capping molecules. We conclude that an order-disorder transition in the molecular monolayer above T(c) introduces surface mobility and the formation of a disordered atomic lead layer at the QD/capping molecule interface, leading to electronic trap formation.     

谷胱甘肽包覆Cu-In-Zn-S量子点的一锅法水相合成及细胞成像应用

以生物相容性的谷胱甘肽(GSH)为封端配体和稳定剂,采用一锅法在水相介质中直接合成了高荧光的Cu?In?Zn?S(CIZS)量子点。系统地研究了反应时间、pH值、前驱体配比等实验参数对合成结果的影响,并采用UV?Vis、荧光光谱、透射电镜、粉末X射线衍射和FT?IR等技术对所得CIZS量子点的光学性质和结构进行了表征。结果表明,在优化条件下,GSH包覆的CIZS量子点具有优异的光致发光性能、较窄的尺寸分布和较好的生物相容性。同时,CIZS量子点成功用于MDA?MB?231细胞荧光成像,并发出明亮的红色荧光。     

Self-Assembly of Semiconductor Quantum Dots using Organic Templates

Colloidal semiconductor nanocrystals, known as quantum dots (QDs), are regarded as brightly photoluminescent nanomaterials possessing outstanding photophysical properties, such as high photodurability and tunable absorption and emission wavelengths. Therefore, QDs have great potential for a wide range of applications, such as in photoluminescent materials, biosensors and photovoltaic devices. Since the development of synthetic methods for accessing high-quality QDs with uniform morphology and size, various types of QDs have been designed and synthesized, and their photophysical properties dispersed in solutions and at the single QD level have been reported in detail. In contrast to dispersed QDs, the photophysical properties of assembled QDs have not been revealed, although the structures of the self-assemblies are closely related to the device performance of the solid-state QDs. Therefore, creating and controlling the self-assembly of QDs into well-defined nanostructures is crucial but remains challenging. In this Minireview, we discuss the notable examples of assembled QDs such as dimers, trimers and extended QD assemblies achieved using organic templates. This Minireview should facilitate future advancements in materials science related to the assembled QDs.     

水溶性的CdSe/CdS/ZnS量子点的合成及表征

用L-半胱氨酸盐(Cys)作为稳定剂,合成了水溶性的双壳结构的CdSe/CdS/ZnS半导体量子点。吸收光谱和荧光光谱结果表明,双壳结构的CdSe/CdS/ZnS纳米微粒比单一的CdSe核纳米粒子和单核壳结构的CdSe/CdS纳米粒子具有更优异的发光特性。用透射电子显微镜(TEM)、ED、XRD、XPS和FTIR等方法对CdSe核和双壳层的CdSe/CdS/ZnS纳米微粒的结构、分散性及形貌分别进行了表征。     

多功能两亲梳状聚合物的合成及包覆荧光量子点

利用溶液聚合和成酰胺反应合成了多功能梳状两亲性共聚物,聚(甲基丙烯酸-co-甲基丙烯酸十八酯)-(乙醇胺-乙二胺叶酸)(PSM-EE-FA).用红外光谱(FTIR),核磁共振(1H-NMR)及凝胶渗透色谱(GPC)表征了该聚合物的结构及分子量分布.实验结果证明合成了该聚合物,其数均分子量(Mn)为28600,多分散性为1.375.用该两亲梳状聚合物包覆油溶性CdSe/ZnS量子点,通过相转移作用,得到水溶性靶向量子点(PSM-EE-FA-QDs).该水溶性量子点溶液具有较好的稳定性.通过紫外-可见(UV-Vis)及荧光发射光谱分析对该量子点的光学性质进行研究.结果表明,PSM-EE-FA-QDs的紫外-可见光谱及荧光发射光谱峰形与原量子点基本一致.由于量子点表面聚合物层的形成,峰位发生少量红移.该量子点水溶液的荧光强度是原量子点氯仿溶液的98%,荧光产率是原量子点氯仿溶液的95%.动态光散射(DLS)及透射电镜(TEM)测试结果表明水溶性量子点分布均匀.合成的水溶性量子点不但光学性能稳定,而且聚合物及水溶性量子点的合成方法较为简便.     

发光可调Au:ZnCdS合金量子点的水相合成

以巯基丙酸作为配体,在水溶液中合成了发光位置在495~583 nm可调的Au∶Zn Cd S合金量子点,研究了掺杂含量、Zn/Cd比和p H等对量子点光学性质的影响。对预提纯的Au∶Zn Cd S核量子点进行Zn S包覆,量子点表面的缺陷被有效去除,发光效率明显提高。利用X-射线粉末衍射、透射电子显微镜对其结构和形貌进行了表征。     

表面配体对CdSe量子点发光性质的影响

本文采用热注入法合成了以油胺/油酸为表面配体的、粒径均一的CdSe量子点(CdSe QDs)。调节表面配体交换中辛硫醇与CdSe QDs的比例,研究了表面配体对CdSe QDs光致发光及电致化学发光性质的影响,并提出了CdSe QDs的发光模型。结果表明,辛硫醇表面配体显著影响CdSe QDs的带边发射和深能级陷阱发射,因而导致CdSe QDs光致发光强度的显著降低,以及电致化学发光强度的增加。上述结果为进一步提高量子点的发光性能提供了依据。