量子点的荧光特性在生物探针方面的应用.pdfVIP

第27卷，第9期 光谱学与光谱分析 2oo arId 7年9月 SpectroscopySp鳅ralA工laIy甄s septernber，2007 量子点的荧光特性在生物探针方面的应用 杨冬芝，徐淑坤’，陈启凡 东北大学化学系，扛宁沈阳110004 摘要量子点具有传统有机荧光染料无可比拟的光学魅力，在生物医学及材料领域已引起广泛的兴趣， 许多科学工作者在量子点用于生物学领域方面已经取得一定进展。目前，量子点最有前途的应用领域是在 生物体系中作为荧光标记物。通过观察量子点标记分子与靶分子相互作用的部位．及其在活细胞内的运行 轨迹，可能为信号传递的分子机制提供线索，从而为阐明细胞生长发育的调控及癌变规律提供直观依据。文 章介绍了量子点研究生物大分子之间的相互作用、生物大分子荧光标记、细胞及生物组织的荧光标记与成 像以及活体成像等方面的应用。并概述了纳米量子点作为生物荧光探针的应用前景以及亟待解决的问题。 关键词量子点l生物探针；荧光}活体成像；综述 中圈分类号：Q6—33文献标识码：A 文章编号：1000．0593(2007)09—1807—04 相合成的cdse／zIls，通过不同的方法将其转移至水相，满足 引言 生物物质检测的需要}水相合成方法操作简单，合成出的量 子点可以直接用于标记生物分子，但是合成的量子点尺寸分 量子点(QDs)可以解释为粒径小于或接近激子渡尔半径布较宽，荧光效率低。应用较多、效果最好的是G叮k． 的半导体纳米颗粒。它的直径只有1～12衄，因此存在特殊 目前对量子点在台成方面的综述国内已有报道脚．本文 的物理性质，如量子尺寸效应、表面效应等，表现出优良的 介绍了量子点在研究生物大分子之间的相互作用、细胞厦生 荧光纳米效应。它的激发光谱宽且连续分布、发射光谱窄而 物组织的荧光标记与成像以及活体成像等方面的应用。并概 对称、发射光稳定性强．不易发生光凛白，通过改变粒子的 述了纳米量子点作为生物荧光探针的应用前景以及亟待解决 尺寸和组成可获得从u矿到近红外范围内任意点的光谱，因 的问题。 此相对传统有机荧光试剂具有无可比拟的优越性。由于量子 点具有上述独特的性质，自20世纪70年代末，它就在物理l量子点在生物探针方面的应用 学，材料科学、化学厦电子工程学等方面引起广泛的关注。 近年来，量子点在生命科学等相关学科的应用也越来越成为 1．1基于荧光能量转移(更ItET)研究生物大分子之问的相互 人们关注的焦点，特别是量子点在生物物质的荧光标记方面 作用 应用更多。已报道的QDs在这一领域的应用太部分集中于 由于QDS激发波长具有很大的灵活性、发射峰狭窄、在 荧光探针的识别和成像方面，如生物大分子之间的相互作 红外光谱区没有拖尾的发射谱峰等诸多优点，因此可以选择 用、细胞及组织的单色和多色标记、生物体组织和在体光学 受体发射光谱相对于供体激发光谱有很大红移的供体—受体 成像、基因测序等。 对等进行研究[“]。假如2个生物分子之间可以发生相互作 到目前为止用于生物探针的量子点主要集中于Ⅱ一Ⅵ型， 用，则标记在它们上面的不同量子点就会因此靠近．那么在 这一区域中的光谱就会发生变化，成为两个光谱的叠加，在 即由第二副族和第六主族元素组成，如cdSe，Cds，c以b， 合适的条件下，甚至可能发生能量转移，即受体量子点的荧 cdSe／znS，cdSe／五lse和cdS／znS等。它们的台成方法概括 起来有两太类，有机相合成法和水相合成法[1～。有机相合