荧光量子点的水相合成及其在化学和生物分析中的应用

荧光量子点(又称为半导体纳米晶体)是一种新兴的无机发光材料, 由于其具有独特的结构和光电性能, 在发光二极管、太阳能电池及生命科学等领域有广泛的应用. 目前, 有机相合成法和水相合成法已被成功地用于荧光量子点的合成. 与有机相合成法相比, 水相合成量子点方法简单、绿色且廉价, 合成的量子点水溶性好, 在生物医学等领域具有很好的应用前景. 本文主要介绍荧光量子点的水相合成方法及其在化学和生物分析中的应用, 并对其发展趋势进行了展望.     

颜色可调的高荧光CdTe量子点的水相合成

以亚碲酸钠为碲源,硼氢化钠为还原剂,一步合成了巯基丁二酸(MSA)稳定的CdTe量子点.研究了反应液pH值、镉与碲的摩尔比及镉与巯基丁二酸的摩尔比等实验条件对CdTe量子点体系荧光量子产率的影响,并用荧光光谱、X射线粉末衍射及透射电子显微镜等对其进行了表征.结果表明,CdTe量子点具有闪锌矿结构,形貌呈球状;在pH=1...     

高性能量子点编码磁性微球的制备

基于改进的层层组装法,以氯仿/正丁醇混合溶液作为反应溶剂,将油溶性CdSSe/ZnS量子点装载到表面氨基修饰的磁性聚苯乙烯微球(MS)表面,通过调节量子点浓度,制备出高性能CdSSe/ZnS量子点编码磁性微球(CdSSe/ZnS-MBs).研究了氯仿和氯仿/正丁醇混合溶液对CdSSe/ZnS-MBs制备效果的影响.结果表明,氯仿/正丁醇混合溶液不仅能避免氯仿等量子点良溶剂对聚合物微球的形貌破坏,同时能促进CdSSe/ZnS量子点高效地装载到磁性微球表面.所制备的CdSSe/ZnS-MBs在水相具有较好的分散性,荧光强度变异系数(CV)小,形貌均一.该方法为简单、精确可控地制备高编码容量的量子点编码微球提供了新思路.     

TiO2微球的合成及其作为散射层在量子点敏化太阳能电池中的应用

以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板剂,通过TiCl₄在乙醇水溶液中的直接水解,制备了介孔TiO₂微球. X射线衍射（XRD）结果表明所制备的微球晶型为金红石,扫描电镜（SEM）结果显示微球的直径大约为700 nm,由粒径约为16 nm的小颗粒堆积而成. 通过刮涂法制备了在TiO₂小颗粒层上涂覆有作为散射层的TiO₂微球和未涂覆微球的薄膜. 并通过化学浴沉积（CBD）的方法在膜上生长CdS/CdSe量子点,得到了量子点敏化太阳能电池（QDSCs）. 紫外吸收和漫反射结果表明,这种微球结构有利于量子点的沉积,具有较强的光散射作用,有效地增加了光线的收集,从而提高了电池的光电流,最终得到了4.5%的光电转换效率,比不加散射层的电池的效率高27.7%,也比利用传统散射层（由20 nm TiO₂ 小颗粒和400 nm TiO₂ 固体颗粒组成）的电池效率高10.2%. 我们把电池效率的提升归因于较强的光散射作用和较长的电子寿命.     

量子点荧光微球免疫层析试纸条定量检测恶性疟原虫

以羧基化Cd Te/Zn Se量子点荧光微球为荧光标记物,采用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(EDC)法偶联抗恶性疟原虫富组氨酸蛋白(Pf)单克隆抗体制备荧光探针;以羊抗恶性疟原虫组氨酸多克隆抗体和驴抗鼠二抗分别喷涂硝酸纤维膜,形成试纸条检测线和质控线,建立了免疫层析试纸条定量检测血清中恶性疟原虫的方法。所使用的羧基化量子点荧光微球的荧光强度为单个量子点的2800倍。实验结果表明,该荧光试纸条定量检测血清中恶性疟原虫线性范围为5.8~8010 Parasite/μL,最低灵敏度达到5.8 Parasite/μL,单个样品检测时间只需15 min。加标回收实验显示,试纸条批内回收率为93.0%~111.8%,批间回收率为98.3%~115.1%,且批内、批间的相对标准偏差均小于5%。     

水相合成近红外CdTe量子点用于体液中硫醇的检测

通过降低反应物中L-半胱氨酸(L-Cys)的比例,在水相快速合成了近红外CdTe量子点,使之对巯基化合物产生荧光响应. 并以此构建了一种基于表面配体缺失的CdTe近红外荧光量子点的巯基探针,为生物样品中的硫醇检测提供简便经济、高灵敏度和高选择性的新方法. 在其它多种氨基酸和生物液体中主要离子、分子共存的情况下,我们所制备的近红外量子点对L-Cys、同型半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH)的荧光检测中显示了良好的选择性和灵敏度. 在血清和细胞提取液中,加标5.0 μmol·L^-1硫醇的回收率均在90%～109%范围内. 该方法对L-Cys,Hcy和GSH的检出限(3s)分别为43,46和63 nmol·L^-1.     

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…     

基于新型量子点荧光微球的氯霉素免疫层析试纸条的制备和应用

以羧基化CdTe/ZnSe量子点荧光微球为标记物,通过1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺(EDC/NHS)活化法将氯霉素(CAP)单克隆抗体与量子点荧光微球偶联制备荧光探针.氯霉素全抗原(CAP-HS-BSA)及羊抗鼠二抗分别喷涂硝酸纤维素膜,形成检测线(T线)和质控线(C线),组装成新型氯霉素量子点荧光微球免疫层析试纸条,建立了快速、定量检测牛奶中CAP的方法.本研究开发的量子点荧光微球试纸条可在15 min内完成牛奶样品中CAP的定量检测,线性范围为0.1~100.0μg/L,检出限为0.1μg/L.牛奶样品CAP的加标回收率为93.3%~97.9%,相对标准偏差在4.9%~6.9%之间.     

载有量子点的介孔二氧化硅微球的制备与性能研究

采用自组装方法制备了一种磁核/介孔二氧化硅壳的微球, 调节体系中C₁₈TMS的加入量可控制介孔硅球的比表面积; 并通过化学修饰的方法对介孔微球表面进行巯基功能化修饰. 利用巯基与量子点之间的相互作用可将一定尺寸的量子点吸附于介孔二氧化硅球的孔中, 令介孔微球具有荧光效应; 同时可以利用吸附不同粒径的量子点的荧光光谱对介孔二氧化硅微球孔径的大小进行近似考察.     

功能化PbS量子点的水相合成及结构表征

在水溶液中以Pb(NO3)2和Na2S为原料,巯基乙酸为稳定剂,合成了水溶性PbS量子点.用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、粒度分析仪和红外光谱对PbS量子点进行了表征,结果表明所合成的PbS量子点的平均粒径为25 nm左右,分散性好,且巯基乙酸成功修饰于PbS纳米粒子表面,使其具有进一步与生物分子偶联的作用.     

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。     

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。     

荧光光谱法研究纳米二氧化钛光催化降解核壳型CdSe/ZnS量子点

在光诱导条件下,利用纳米二氧化钛(P25)对荧光物质核壳型CdSe/ZnS量子点进行光催化降解实验,通过荧光光谱法与传统分光光度法对比研究,测定降解液的吸光度来进行分析与评价降解率,从而判断降解程度和效率.光催化降解结果表明:对荧光物质CdSe/ZnS量子点的荧光淬灭程度(F/F0)与反应时间(t)呈线性关系,符合CdSe/ZnS量子点光催化降解动力学拟合方程,证明了荧光光谱法与传统吸光光度检测结果的一致性.建立了一种高效灵敏检测光催化降解荧光物质方法,有助于分析荧光物质的光催化降解机理,为光催化降解其它荧光物质的相关研究提供参考.     

Synthesis and Characterization of CdTe@CdS Quantum Dots Layered on Silica Nanoparticles

CdTe@CdS quantum dots, cationic polyelectrolyte poly-diallyldimethylammonium chloride, and anionic polyelectrolyte polyacrylic acid were assembled on the surface of silica nanoparticles based on the electrostatic layer-by-layer self-assembly to prepare fluorescent composite nanoparticles. Transmission electron microscopy showed that the particles had a uniform size distribution (approximately 70 nm) and good monodispersity. The fluorescence shielding effect of the silica shell was reduced and the assembled quantum dots were well protected by the sandwich structure. The nanoparticles provided strong fluorescence, high stability for storage, and low photobleaching and leakage. Furthermore, they possessed high fluorescence stability and high-concentration staining for cytoplasm, which enabled them to be used for sensitive cellular imaging analysis. Because of the presence of numerous carboxyl groups, they have potential application for biolabeling and bioanalysis.     

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...     

量子点在分析检测中的应用进展

量子点是一类粒径在纳米尺度的荧光材料,因其独特而优良的光学性质已在化学、生物和医学的研究及应用方面取得了很大进展。本文综述了近年来量子点在重金属离子和有机分子的定量分析、药物分析以及生命分析等领域的应用进展。     

量子点的光学特征及其在生命科学中的应用

量子点是近几年发展起来的新型纳米材料,是直径在1～100nm的一类半导体纳米粒子,具有宽的激发光谱、窄的发射光谱、可精确调谐的发射波长、可忽略的光漂白等优越的荧光特性,可以很好地用于荧光标记,可以成为一类理想的生物荧光探针.虽然其研究起步较晚,但因其独特的光学和电子学性质而成为人们关注的一个热点.本文概述了量子点基本知识及特性、量子点的制备方法、标记方法以及在生命科学尤其在免疫分析、快速诊断中的应用进展及前景展望.     

核酸适配体功能化近红外量子点结合流式细胞术快速检测白血病细胞

利用作为肿瘤细胞识别分子的核酸适配体(Aptamer)的高特异性和高亲和力以及作为信号报告单元的近红外量子点(QDs)的高荧光发射强度和低生物背景干扰特性,构建了一种基于Aptamer功能化近红外QDs的新型纳米荧光探针,并进一步结合流式细胞术在单细胞荧光分析方面的高通量、简便和快速等优势,建立了一种检测白血病细胞的新方法.以基于Cell-SELEX(Cell-based systematic evolution of ligands by exponential enrichment)技术针对CCRF-CEM人急性白血病细胞筛选的特异性Aptamer Sgc8c为模型,构建了Sgc8c-QDs探针,其仅需与细胞样品培育30 min即可实现对缓冲液和血清中靶细胞的简单、快速和高特异性检测.与传统荧光染料标记技术相比,该方法不仅大大提高了分析灵敏度,还显示出对血清等复杂生物样品的高适用性和优良检测性能.鉴于Cell-SELEX技术在其它白血病细胞Aptamer筛选领域的应用潜力,该方法有望作为一种通用技术在白血病诊断及预后监测等方面发挥重要作用.     

高分子荧光微球在生物医学领域中的某些应用

新近发展的高分子微球具有粒度均一、稳定性好、可连接多种生物活性物质从而便于多参数分析等优点，在生物医学领域有广泛的应用。本文主要阐述了高分子荧光微球在免疫分析、高通量药物筛选、药物载体、固定化酶、细菌和病毒诊断、单个核苷酸多态性基因型、细胞因子鉴定以及单绌胞分析等方面的应用，并简介了某些最新进展。