用于生物标记的半导体量子点研究

半导体量子点的独特光学性质使之成为理想的荧光探针材料,在生物医学领域具有广阔的应用前景.本文评述了目前量子点合成、表面修饰、结合生物分子的方法,以及半导体量子点在生物标记应用中相对于传统有机染料的优点.     

科学家发明可控量子点标记蛋白质新方法

量子点目前已经成为生物医学家在多种生物分子上进行荧光标记的有力工具。最近，一组科学家发明了一种高度可控的简单标记方法。这一小组的领导者是美国海军研究实验室的Amy Blum博士，他们的研究成果发表在最新的Nanotechnology））上。     

荧光量子点及其在生物检测中的应用

量子点(QDs)是一种零维的半导体纳米晶体,与传统的有机染料相比,具有独特的光学特征。由于它们具有激发光谱宽、发射光谱窄、发射波长精确可调、量子产率高和荧光稳定性好等特点,作为新一代的生物荧光探针,已被广泛应用于生物检测。本文介绍了QDs的基本概念和性质,探讨了QDs的制备方法及表面修饰,对其毒性也作了简要分析,提供了QDs在荧光免疫分析、生物芯片、生物传感器及体内成像等方面的应用实例。随着技术发展的不断进展,QDs在生物分析领域有着更为广泛的潜在的应用前景。     

CdSe量子点的合成及标记胃蛋白酶的研究

以硒粉及镉盐为反应前体,通过固相/液相沉淀反应及室温乙二胺溶剂体系两种方法合成了平均粒径为8～10nm的CdSe量子点,以巯基乙酸修饰量子点使之可溶,并标记胃蛋白酶。CdSe量子点在350和380nm附近有明显尖锐的紫外吸收,有481.6nm的荧光带边发射,标记胃蛋白酶后,紫外吸收峰位不变而吸光度增强,荧光峰位蓝移至467.2nm,荧光强度降低。在最佳实验条件下,胃蛋白酶浓度在5～50mg/L范围内与荧光降低值之间呈线性关系;检出限(3σ)为0.36mg/L(n=10),方法已用于人体胃液胃蛋白酶的测定。     

Ⅱ一Ⅵ型量子点制备及其在生物检测中应用研究进展

Ⅱ-Ⅵ型量子点特殊而优良的可见光区荧光性质使得它们在生物识别及检测中具有潜在的应用前景，因而引起人们的广泛关注。本文概述了Ⅱ-Ⅵ型量子点的制备及其在生物检测中应用的研究进展。     

用水溶液中合成的量子点作为生物荧光标记物的研究

以巯基丙酸(HS-CH₂CH₂COOH)为稳定剂,在水溶液中合成了具有窄而对称(FWHM=40nm)的荧光发射带且尺寸为3nm的CdTe半导体纳米粒子,并用此纳米粒子成功地标记了生物分子胰蛋白酶.与单独的CdTe纳米粒子的溶液相比较,CdTe-胰蛋白酶溶液的吸收光谱在400～600nm范围内较为平坦,其发射光谱蓝移8nm,但发射峰的半峰宽不变.实验证明,CdTe-胰蛋白酶溶液吸收和发射光谱的变化是由CdTe纳米粒子与胰蛋白酶之间的结合反应引起的,而不是由空气中的O₂所引起的,加热可促进CdTe纳米粒子与胰蛋白酶之间的结合反应.     

水溶性量子点标记狂犬病P蛋白单克隆抗体的研究

利用共价偶联的方式,在水溶性缩合剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基硫代琥珀酰亚胺(Sulfo-NHS)促进作用下,将400 μL的2 g/L狂犬病P蛋白抗体与适量的聚丙烯酸修饰后的水溶性硫脲修饰ZnO掺Cd量子点进行共价偶联反应,经磷酸盐缓冲液(PBS,0.01 mol/L,pH 7.4)透析纯化得到目标偶联物,采用荧光发射光谱、生物质谱、酶联免疫法等对偶联物进行表征.结果表明:偶联后的量子点荧光最大发射波长红移了10 nm,荧光强度随着狂犬病P蛋白抗原浓度的增加而逐渐增强;量子点标记狂犬病P蛋白抗体后的分子离子峰在m/z 67580处,比狂犬病P蛋白抗体分子离子峰增大了1453.由此证实狂犬病P蛋白抗体成功偶联到水溶性量子点上,且结构未受破坏.     

深色物体表面血手印的CdSe量子点标记荧光显像

合成了巯基乙酸修饰的CdSe量子点溶液,用荧光光谱法对该材料进行荧光测试,结果表明,该纳米材料在365 nm激发波长下具有优异的荧光性能。 用CdSe量子点水溶液对多种深色物体表面上的血手印进行标记并通过CCD相机获取荧光图像。 考察标记时间、血液浓度、遗留时间与血手印显像清晰度的关系。 结果表明,标记时间为30 min就可以得到理想的荧光图像。 该材料应用范围较为广泛,对常见深色物体上的血手印有较好的标记荧光成像效果,灵敏度可以达到1%血浓度。 CdSe量子点标记血手印操作简单,适用范围广,荧光亮度高,与背景形成的反差大,获得的荧光图像手印纹线清晰、流畅。     

量子点的荧光共振能量转移在生物分析中的应用

量子点良好的光谱特性和自身优点,使其可以作为生物荧光探针,而替代传统荧光染料。近年来这方面的研究已经取得了一定的进展。目前,量子点在共振能量转移方面的研究,进一步扩展了它在生物分析中的应用。介绍了量子点基于共振能量转移原理在生物分析中的应用,即利用量子点设计的两种类的蛋白-蛋白特异性结合分析和3种生物传感器的模型设计。     

量子点给药载体研究进展

量子点因其优良的发光性质,易于修饰的表面结构,在化学、医学和材料等研究领域显示了极其广阔的应用前景,受到科研工作者越来越多的关注。本文介绍了量子点的独特光学性质、制备方法、水溶性修饰和量子点与生物分子的偶联,重点讨论了量子点作为给药载体和给药载体标记物,以及以量子点为平台建立的多功能纳米给药体系的近年研究进展,阐述了当前研究中的主要发展方向和仍需解决的问题。     

利用水相合成的量子点标记木瓜蛋白酶的研究

利用半导体纳米粒子 (也称半导体量子点 ,Quantum Dots,以下简称 QDs)和表面修饰技术制备的半导体荧光探针具有极其优良的光谱特征和光化学稳定性 [1] .自 1 997年以来 ,随着量子点制备技术的不断提高 ,量子点在生物医学方面已有应用 . 1 998年 ,Alivisatos[1] 和 Nie[2 ] 两个研究小组分别将结合了生物分子的 QDs作为荧光探针应用于生物体系 ,开创了纳米粒子应用的新领域 .最近 Nie等 [3 ]在利用量子点编码生物分子的研究中取得了突破性进展 .目前 ,纳米粒子与生物分子的连接以共价键方式相结合最为常见 [1,2 ,4 ,5] ,而且在这些应用中…     

天花粉蛋白的聚乙二醇定点修饰及其性质的初步研究

用聚乙二醇(PEG)定点修饰天花粉蛋白(TCS), 并比较了修饰前后TCS的生物活性、免疫原性及药代动力学等诸多性质. 选择TCS分子上可能的抗原决定簇位点KR173-174进行定点突变, 并将所构建的突变体TCS_KR173-174CG在大肠杆菌中表达及纯化. 通过该突变体第173位引入的半胱氨酸残基进行PEG定点修饰. 通过比较研究, 分析所构建的PEG修饰型TCS的DNA酶活性、致核糖体失活活性、免疫原性、急性毒性以及药代动力学性质, 研究结果表明, 所构建的突变型TCS(mTCS)的活性与野生型TCS(wTCS)活性几乎相当, 而免疫原性已显著降低. PEG修饰型TCS虽有活性下降, 但其免疫原性、急性毒性以及药代动力学性质得到显著提升. 表明通过基因工程及化学修饰方法改造TCS是可行的, 所构建的突变型及PEG修饰型TCS值得进一步研究.     

CdS量子点的一步法合成及量子产率

以油酸为配体,十八烯为溶剂,采用一步法合成了CdS量子点,研究了反应温度、反应时间和Cd/S的摩尔比对量子点光谱性能的影响.X射线衍射(XRD)和高分辨透射电镜(HRTEM)测试结果表明,所获得的CdS量子点为立方闪锌矿结构,且尺寸分布均一,结晶度高,其较强的带边发光、尖锐的紫外吸收峰以及狭窄的荧光发射峰进一步表明量子...     

InAs量子点光致发光效率的研究

利用分子束外延技术制得InAs量子点样品,采用分光光度法对样品的光致发光效率进行研究.发现在InAs层和GaAs覆盖层之间插入隧道阻挡层,当激发功率密度为60W/cm²时,InAs量子点发射强度的增加量超过一个数量级.这种光复合效率的增强是由于浸润层中的非辐射跃迁受到了抑制所致.     

Electrochemiluminescence of Dendritic Magnetic Quantum Dots Nanostructure and Its Quenching by Gold Nanoparticles for Cancer Cells Assay

A novel dendritic CdS‐ZnS‐Quantum Dots (QDs) nanocomposite with intense electrochemiluminescence (ECL) and excellent magnetism was prepared, which was applied to the cancer cells assay based on ECL quenching of QDs by gold nanoparticles (NPs). DNA conjugation, gold NPs linking and sensing target cells can be directly performed on the magnetic nanocomposites, which is more rapid, convenient, and has better reproducibility than the conventional methods. So far, this is the first report on magnetic electrochemiluminescent QDs nanocomposites for cell detection based on ECL quenching, which opens a new approach for developing multifunctional QDs nanocomposite for ECL assays of cancer cells.     

近红外量子点的研究进展

量子点具有优异的光学性能及丰富的表面化学性质,在生物医学分析领域具有较好应用前景。近红外窗口生物成像所具有的背景干扰小、穿透深度大等特点,使得近红外量子点在生物成像应用中更具优势。本文介绍了近红外量子点从早期含Cd、含Pb量子点到近年来新型无Cd、无Pb量子点的发展历程,以及其在生物医学成像领域的应用,着重介绍了新型低毒性近红外量子点的研究进展。     

巯基乙酸为稳定剂在MWCNTs上原位生长CdSe量子点

以巯基乙酸作为稳定剂在无毒的溶剂中和较低的温度下实现了CdSe量子点在MWCNTs（多壁碳纳米管）上的原位生长,并用TEM、HRTEM、EDS、XRD、XPS和PL等工具对CdSe量子点-MWCNTs异质结（CdSe-MWCNTs）进行了表征.结果表明, CdSe量子点的晶型为立方晶型,平均粒径大约为4 nm, CdSe-MWCNTs也具有一定的荧光性质.     

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。     

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。