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。     

量子点在生物化学分析中的应用

量子点（quantumdots,QDs）由于其优异的光学和电学特性,作为新型的荧光试剂探针对生物大分子进行标记,成为近年来迅速发展的纳米材料在生化分析领域的重要应用之一。文章简述了量子点的基本特性,对制备和修饰量子点的各种方法进行比较总结,重点阐述量子点在生物化学分析中的新进展,尤其是对生物大分子的识别和标记作了详细的总结,并提出研究中存在的一些待解决的问题以及今后量子点的研究方向。     

量子点毒性效应的研究进展

量子点（quantum dots,QDs）作为一种新型的纳米材料已备受关注．由于其独特的荧光特性,量子点已经成功地应用于生命科学等领域．近年来,量子点的生物学毒性效应及其环境影响成为新的研究热点．本文综述了量子点毒性效应的相关研究,并对该领域的前景及研究方向进行了评述和展望．     

量子点在电化学生物传感研究中的应用*

量子点( Quantum dots,QDs )由于具有独特的光学、电化学和电致化学发光特性已受到广泛地重视,而利用量子点构建电化学生物传感器则是量子点最有前途的应用领域之一。量子点具有的高比表面积、高表面活性及小尺寸等特性使它对外界的光、电、温度等十分地敏感,外界环境的微小改变就会迅速引起其表面或界面粒子价态和电子转移行为的显著变化,基于生物大分子引起的QDs表面电化学行为变化而构建的电化学生物传感器,其特点是响应灵敏高、速度快且选择性优良。本文对量子点的光学、电化学和电致化学发光特性作了简单介绍,并重点回顾了其在电致化学发光、免疫分析、DNA杂交、蛋白质检测、农药检测和糖类检测电化学生物传感研究中的应用。同时,对量子点在电化学生物传感研究中的应用前景及研究方向进行了评述和展望。     

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。     

量子点在生物分析及医学诊断中的研究与应用

量子点(quantum dots,QDs)是近年来发展起来的一种优异的新型荧光纳米材料,在生物分析及医学诊断研究中得到了广泛应用,并取得了一系列重要研究成果。本文简介了过去10年中量子点的合成和表面功能性修饰的发展,并重点介绍其在病原体检测、生物芯片、生物分子相互作用、生物传感器、基因沉默、细胞成像、靶向药物传输、光动力学治疗和植物学研究等领域的研究现状。同时,对量子点的应用前景及研究方向进行了评述和展望。     

CdSe量子点对雄性泥鳅的毒性效应研究

量子点（Quantum Dots,QDs）,也称纳米微晶体,由于其独特的荧光特性越来越受到研究者的关注.近年来,量子点的生物学毒性效应及其环境影响成为新的研究热点.本文通过活体实验,以雄性泥鳅为模型动物,以腹腔注射为染毒方式,研究了量子点的雌激素干扰效应、毒物动力学行为以及靶器官的氧化应激指标.结果显示,QDs能够显著抑制E2诱导产生的卵黄蛋白原（Vtg）含量,性腺切片的观察结果与其一致.通过游离Cd^2＋和其他几种纳米材料的对比实验,认为量子点对Vtg的抑制表达是游离Cd^2＋和QDs颗粒对E2的非特异性吸附的共同作用结果.毒物动力学结果表明,腹腔注射1h后,肌肉、骨头、肠、血液和性腺中QDs含量达到最大浓度（Cmax）,随后呈降低趋势 而在肝脏和肾脏中,QDs含量呈增加趋势,说明QDs在动物体内的半衰期较长,在体内能够持续存留.通过对靶器官肝脏相关抗氧化酶活性的测定结果发现,量子点由于壳层对Cd^2＋的保护,对抗氧化体系影响较小.本实验对量子点毒性的综合评价为其在活体生物学的应用提供了一定的参考.     

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...     

CdTe/CdS核壳量子点与蛋白质荧光标记

利用连续离子层吸附技术合成了水溶性的CdTe／CdS核壳量子点．通过CdS壳层的包覆,量子点的量子效率由原来的15％（裸核）提高到38％（核壳）,这种核壳结构量子点的化学和光学性质具有更好的稳定性,可以用于生物标记．本文采取共价连接与静电吸附两种方法,实现了量子点的生物标记,电泳技术已证明,应用这种量子点成功地实现了对蛋白质分子的生物标记．通过对量子点与蛋白质偶联前后的荧光光谱分析,发现量子点与蛋白质作用后荧光增强是由于蛋白质对量子点进行了表面修饰,从而降低了表面缺陷引起的非辐射跃迁几率所致．通过共价连接量子点的荧光峰位红移,主要是由于偶极-偶极相互作用引起的;量子点与蛋白质静电吸附作用引起的荧光峰位蓝移主要起因于量子点表面电荷量的降低．     

量子点荧光传感器的设计及应用

量子点(quantum dots,QDs)是一种新型的纳米荧光材料,具有优良的光电性质,已广泛应用于荧光传感及可视化检测,可实现对靶标分子高灵敏、高特异性分析。本文主要论述了量子点的表面化学修饰,以及量子点传感的作用原理,如荧光共振能量转移、电荷转移、直接荧光传感、生物发光共振能量转移、化学发光共振能量转移以及电化学发光,利用这些原理设计出不同的荧光传感器,并应用于不同分子或离子的可视化检测。同时对量子点的荧光传感存在的问题及挑战进行了总结,并提出量子点荧光传感将向生物相容性好、细胞或生物体内实时可视化检测、复杂体系中进行多靶标同时检测以及量子点的逻辑运算等方向发展。     

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.     

担载Rh量子点三维石墨烯催化剂可见光催化制氢

利用二维石墨烯易弯曲的特性制备了具有拓扑结构的三维石墨烯（3DGR）,并将Rh量子点（Rh QDs）负载于其上得到了三维石墨烯Rh量子点光催化剂,用于光催化制氢反应。由于三维石墨烯具有特殊的拓扑结构,消除了电子在石墨烯层中传递的各向异性,促进了电子进行层间传递,改变了光生电子传递路径,Rh QDs/3DGR催化剂展现出较高的产氢活性和高的稳定性。120 min内累积产氢量为794.2 μmol,在520 nm波长下,表观量子效率达到12.6%。该催化剂也具有较高的光电流、较低的过电位（-0.34 V）和较长的荧光寿命（1.37 ns）。     

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.     

镉系量子点的生物毒性及相应机制

量子点(quantum dots,QDs)由于其优异的荧光特性在生物学和生物医学领域具有广泛的应用,并且在肿瘤的诊断和治疗方面也表现出巨大的潜力,但是随之而来的生物毒性问题近几年备受研究者们的高度关注。本文选取研究最多的Cd系量子点为代表,总结了量子点体外体内生物毒性的一般规律和特点,重点从量子点进入体内途径、内吞进入细胞方式和细胞内发挥功能等方面探讨了其毒性效应的机制。希望以此为发展安全低毒量子点提供指导和建议,促进量子点的临床应用。     

量子点:FRET的新发展

荧光共振能量转移（FRET）技术作为一种高效的光学“分子尺”,在生物大分子相互作用、免疫分析、核酸检测等方面有广泛的应用。但是许多有机染料吸收光谱较窄而发射光谱较宽,并且光漂白现象比较严重,使得FRET的应用受到了限制,因此迫切需要寻找新的能量供-受体对。由于量子点（QDs）相对于有机染料有很多优点,可以较好地应用于FRET,可能成为FRET领域发展的一个有意义的新方向,近来已引起了人们的关注。本文就FRET的原理以及量子点应用于FRET的最新进展情况做了评述。     

胆碱氧化酶功能化室温磷光量子点的制备及其对氯化胆碱的定量检测

环境友好型纳米生物传感器能够提高传统生物分子传感器的检测性能，在实际应用中具有重要的应用价值。本研究以胆碱氧化酶（ChOx）为模板，在室温（25 ℃）下通过矿化作用制备了一种ChOx功能化的室温磷光（RTP）量子点（QDs）（ChOx RTP QDs）纳米生物传感器，并利用ChOx与氯化胆碱的特异性酶-底物反应和光诱导的电子转移（PIET）实现了对氯化胆碱（Cho）的RTP定量检测。该纳米生物传感器对氯化胆碱检测的线性范围为0.05~20 mmol/L，检出限为0.02 mmol/L。该方法基于QDs的RTP性质，可以有效地避免生物样品背景荧光的干扰，且无需复杂的样品前处理过程，因此该方法较适合于生物样品中氯化胆碱的定量检测。     

单个量子点的光学性质与应用

量子点(QDs)是一种具有诸多优良光学特性的荧光纳米颗粒,已在化学分析、生物传感、分子影像等领域得到了广泛应用.单个量子点的光学性质研究有望发现一些宏观方法不能发现的实验现象,可以为改善其光学性能提供思路,有助于更好的应用于各领域.本文评述了单个量子点的检测与判定方法,单个量子点的荧光增强、漂白、眨眼(blinking)、蓝移等光学性质及其在单分子示踪、生物化学传感、超分辨定位技术等方面的应用.总结了目前量子点作为荧光探针在实际应用中遇到的问题,并提出未来量子点将朝着合成能同时满足尺寸小、量子产率高、 "non-blinking"、蓝移幅度大、无生物毒性的量子点及能同时为成像/检测提供荧光探针与散射探针的等离子体量子点等研究方向发展.     

荧光碳量子点在食品分析中的研究进展

碳量子点作为一类新型的荧光纳米粒子,由于其具有优异的光学性能、低毒性、良好的生物相容性,在食品分析领域显示出巨大的应用潜力。本文介绍了碳量子点的荧光检测机理包括内滤效应、光致电子转移效应、荧光共振能量转移效应等,综述了碳量子点在食品分析中的应用,如对重金属离子、食品添加剂、食源性致病菌、农药残留、兽药残留以及食品营养成分的检测等,讨论了碳量子点技术在食品安全领域所面临的挑战和前景。     

基于量子点的电化学发光核酸分析传感器研究进展

核酸是一种十分重要的生物大分子,有关核酸分析的研究一直是生物分析中非常活跃的领域。电化学发光(ECL)技术具备灵敏度高、可控性强、选择性高等优点,广泛应用于生物分析领域。量子点(QDs)具有优异的光学特性和良好的电化学性能。量子点独特的光电特性可与电化学发光相结合,构建灵敏度高、特异性强及检出限低的电化学发光生物传感器用于核酸分析。本文简要地介绍了量子点并对其进行系统的分类,重点介绍了量子点作为发光体材料在电化学发光核酸分析传感器中的应用。     

Ag2S基近红外II区荧光量子点的水相合成优化探究

具有近红外II区荧光的Ag₂S量子点(QDs)因具有带隙窄、Stokes位移大及光稳定性好等优点而在生物成像领域具有广阔应用前景. 然而, 传统有机相合成的Ag₂S量子点水溶性与生物相容性较差, 而水相合成Ag₂S量子点的荧光又很难到近红外II区, 这严重制约了Ag₂S量子点的生物医学应用推广. 因此, 优化探究具有近红外II区荧光发射的Ag₂S基量子点的水相合成方法具有重要意义. 采用核掺杂ZnS、表面阳离子(Zn²⁺)改性以及调控表面配体制备出一系列Ag₂S基量子点, 发现核掺杂和表面阳离子改性均使Ag₂S基量子点的荧光呈现剂量依赖性蓝移; 而将表面配体由树枝状短链(Captopril)更换为长直链(11-巯基十一烷酸, MUA)时, Ag₂S基量子点的发射峰红移至1105 nm(近红外II区)且半峰宽更窄. 本研究发现, 相比核掺杂和表面阳离子改性, 优化表面配体更容易在水相中制备出具有近红外II区荧光的Ag₂S基量子点. 本工作为近红外荧光量子点的水相合成及优化提供了基础研究数据.