表面修饰的ZnS：Mn量子点的发光性质及其对生物分子的检测

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纳米量子点的荧光特性及其在离子和分子检测中的应用

自20世纪70年代末,量子点就由于其独特的光学特性引起了科学工作者们的广泛关注,其研究内容涉及物理、化学、材料科学及电子工程学等诸多学科,已成为一门新兴的交叉学科。

前期的研究工作主要集中在研究量子点的基本特性方面,对量子点的应用特性研究进展不大。

直到1998年,在Aliv isato s 和Nie [1-2]两个研究小组成功解决了量子点水溶性和生物相容性问题之后,量子点作为一种新型的荧光试剂,才在生命科学研究中受到了高度的关注和较为广泛的应用,并迅速成为一个研究的热点。

已报道的量子点在这一领域的应用,大部分集中于荧光探针的识别和成像方面,如在研究生物大分子之间的相互作用、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。

与此同时,基于量子点荧光猝灭或增敏的荧光传感发展亦非常迅速,Cohen [3]等人提出,被吸附在半导体材料表面上的分子,其最低空轨道以供体—受体模式与半导体材料带隙中的电子空穴相互作用,这种相互作用造成了半导体材料的荧光强度和荧光寿命的改变。

这种类似的影响同样存在于量子点中,若它们的表面结构和化学性质发生变化,量子点的发光性质也会发生相应的改变。

因此,量子点可用作荧光探针对某些物质进行检测。

1量子点的基本性质量子点(quantum do ts ,QDs ),又称半导体纳米晶,是一种零维的纳米材料,其尺寸范围一般在1～100nm 之间。

一般是由II-VI ,III-V 或IV-VI 族的元素组成的,近似球形,性质稳定,能够接受激发光产生荧光。

此外,由于量子尺寸效应和介电限域效应的存在,量子点会显示出独特的光学和电子学性质。

目前以CdS ,CdSe ,CdTe ,ZnS 等的研究为多。

2量子点的荧光特性国内外研究表明,量子点作为新型的荧光材料,其荧光性质与传统的荧光试剂相比有如下特点:1)量子点的激发光波长范围很宽且激发谱为连续谱带,这使得单个波长可激发所有的量子点,且发射光谱覆盖从紫外到红外区域,如纳米晶体InP ,InAs 可以获得700～1500nm 多种发射波长的材料,而很少荧光染料的发射波长能在800nm 以上,可以填补普通荧光分子在近红外光谱范围内种类少的不足[4]。

cds超微粒的表面修饰行为及其光学特性

ｓｉｚｅｓａｎｄｍｏｒｅｎａｒｒｏｗｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｈｉｇｈｅｒｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｉｎｔｅｎｓｉｔｙｆｒｏｍｂａｎｄｇａｐｅｍｉｓｓｉｏｎ，ａｂｒｕｐｔａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｅｄｇｅ，ｏｂｖｉｏｕｓｓｕｒｆａｃｅｇｒｏｕｐｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ
作者签名：—型Ｌ址
日期：立等芦年』月三日
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本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。
自从1998年alivisatos等人制备了cdsezns核壳结构的纳米晶并用其作为荧光探针对鼠的成纤维细胞进行标识nie等人也将铁转移蛋白或特异性抗体偶连到纳米晶表面利用纳米晶的荧光特性进行检测和标识成功地解决了量子点的水溶性和生物兼容性并将其用于生物成像后量子点在生物学领域的研究得到了极大的关注和发展形成了最近十年来量子点的研究热潮
两种：ａ．型，六方纤锌矿结构，柠檬黄色粉末，密度３．９１～４．１５；Ｄ．型，立方闪锌矿结构，橘红色粉末，密度４．４８＂＂４．５１。０【型ＣｄＳ晶体属于六方晶系，点群为
Ｃ４ｙ
１．Ｐ６ｍｅ，晶胞中含有两个化学式分子Ｚ＝２。［３型ＣｄＳ晶体结构为立方晶系面心
点阵，点群为Ｔｄ．４３ｍ，空间群为Ｔｄ２－Ｆ４３ｍ，晶胞中化学式分子数目Ｚ－－４。
中南大学硕士学位论文 CdS超微粒的表面修饰行为及其光学特性姓名：张程申请学位级别：硕士专业：有色金属冶金指导教师：李启厚 20090501

《硫化锌(ZnS)量子点的制备及特性研究》范文

《硫化锌（ZnS）量子点的制备及特性研究》篇一一、引言随着纳米科技的快速发展，硫化锌（ZnS）量子点因其独特的光学和电学性质在光电器件、生物标记和光催化等领域具有广泛的应用前景。

ZnS量子点的制备技术及特性研究成为当前研究的热点。

本文将重点探讨硫化锌（ZnS）量子点的制备方法，并对其特性进行深入研究。

二、硫化锌（ZnS）量子点的制备1. 制备方法硫化锌（ZnS）量子点的制备方法主要包括物理法和化学法。

物理法主要包括真空蒸发、溅射等，而化学法则以溶液法为主，如化学气相沉积法、溶胶-凝胶法等。

本文将主要介绍溶液法中的化学气相沉积法制备硫化锌（ZnS）量子点。

2. 制备过程（1）原料准备：准备锌源（如醋酸锌）和硫源（如硫脲），以及适当的溶剂（如乙醇）。

（2）化学反应：在一定的温度和压力下，将锌源和硫源在溶剂中进行化学反应，生成硫化锌前驱体。

（3）成核与生长：通过控制反应条件，使前驱体成核并生长为硫化锌量子点。

（4）分离与纯化：将生成的硫化锌量子点从反应体系中分离出来，并进行纯化处理。

三、硫化锌（ZnS）量子点的特性研究1. 光学性质硫化锌（ZnS）量子点具有独特的光学性质，如宽带隙、高荧光量子产率等。

其发光颜色可通过调整量子点的大小和表面修饰进行调控。

这些光学性质使得ZnS量子点在光电器件、LED显示等领域具有广泛的应用前景。

2. 电学性质硫化锌（ZnS）量子点具有优异的电学性质，如高导电性和良好的电荷传输性能。

这些电学性质使得ZnS量子点在太阳能电池、场效应晶体管等领域具有潜在的应用价值。

3. 稳定性与生物相容性硫化锌（ZnS）量子点的稳定性好，具有良好的生物相容性。

这使得ZnS量子点在生物标记、药物传递等领域具有广泛的应用前景。

通过表面修饰，可以提高ZnS量子点在水和有机溶剂中的稳定性，并降低其细胞毒性，从而提高其在生物医学领域的应用价值。

四、结论本文对硫化锌（ZnS）量子点的制备方法及特性进行了深入研究。

量子点的性质、合成及其表面修饰研究

量子点的性质、合成及其表面修饰研究【摘要】近年来，量子点作为一种重要材料在多个领域成为研究热点，本文分别从量子点的性质、合成及其表面修饰三个方面概括介绍了量子点。

明确量子点具有荧光效率高，激发光谱宽，发射光谱窄、稳定性好等优点，是一种新型的纳米材料；通过有机相和无机相可制备不同的量子点，由于无机相制备过程能控制表面电荷，引入特殊官能团，故无机相制备应用更为广泛；通过对量子点的表面修饰，有效的改善量子点水溶性较差，不能与生物大分子直接作用的问题，使得量子点在生物方面的应用进一步加强。

【关键词】量子点；性质；合成；表面修饰量子点主要是由Ⅱ-Ⅵ族和Ⅲ-Ⅴ族元素组成的均一或核壳结构纳米颗粒，又称半导体纳米晶体。

由于发生结构和性质发生宏观到微观的转变，其拥有独特的光、电、声、磁、催化效应，因此成为一类比较特殊的纳米材料。

自1990年7月美国召开第一届纳米会议[1]，各国都在纳米技术方面给予巨大的投入，使得包括量子点技术在内的纳米技术飞速发展，其应用已突破原来的微电子和光电材料领域[2-3]。

1 量子点的基本特性量子点的基本特性有：量子尺寸效应，表面效应，量子限域效应，宏观量子隧道效应，除此之外，量子点具有一些独特的光学效应[4]，这使得量子点较传统的荧光染料用来标记生物探针具有以下优势：（1）量子点具有宽的激发光谱范围，可以用波长短于发射光的光激发，并产生窄而对称的发射光谱，避免了相邻探测通道之间的干扰。

而有机染料荧光分子激光光谱较窄，每一种荧光分子必须用固定波长的光来激发，而且产生的荧光峰较宽，且不对称，有些拖尾，这给区分不同的探针分子带来了困难，故很难用有机染料分子同时检测多种组分。

（2）量子点还可以“调色”，即通过调节同一组分粒径的大小或改变量子点的组成，使其荧光发射波长覆盖整个可见光区。

尺寸越小，发射光的波长越小。

因此可用一个激发光源同时激发多个不同尺寸的量子点，使它们发出不同颜色的光进行多通道检测。

持久发光纳米材料合成及生物医学应用研究进展

持久发光纳米材料合成及生物医学应用研究进展1. 持久发光纳米材料的合成方法研究进展a)化学气相沉积法(CVD):这是一种常用的制备纳米材料的方法，通过在真空环境下将反应物转化为固态颗粒。

这种方法可以精确控制纳米颗粒的大小、形状和组成，从而实现对持久发光纳米材料的有效合成。

研究人员已经成功地利用化学气相沉积法合成了多种持久发光纳米材料，如氧化铟锡(ITO)、硫化镉(CdS)等。

b)液相外延法(LPE):这是一种通过在基底上生长薄膜的方法来制备纳米材料的方法。

与CVD相比，LPE具有更高的生长速率和更好的晶体质量，因此在制备高质量的持久发光纳米材料方面具有优势。

研究人员已经成功地利用液相外延法合成了多种持久发光纳米材料，如硒化镉(CdSe)、硫化镉(CdS)等。

这种方法具有较高的可控性和可调性，因此在制备具有特定性质的持久发光纳米材料方面具有优势。

研究人员已经成功地利用溶胶凝胶法合成了多种持久发光纳米材料，如氧化铟锡(ITO)、硫化镉(CdS)等。

这种方法具有较高的沉积速度和较低的能耗，因此在制备大面积的持久发光纳米材料方面具有优势。

研究人员已经成功地利用电化学沉积法合成了多种持久发光纳米材料，如氧化铟锡(ITO)、硫化镉(CdS)等。

随着各种合成方法的研究和发展，持久发光纳米材料的种类和性能不断丰富，为生物医学领域的应用提供了更多的可能性。

随着科学技术的进一步发展，我们有理由相信持久发光纳米材料将在生物医学领域发挥更加重要的作用。

1.1 化学还原法化学还原法的优点在于合成过程简单、成本低廉，且可以制备出具有较高发光强度和稳定性的纳米材料。

该方法也存在一定的局限性，如还原剂的选择受到金属离子还原能力的限制，导致合成的纳米材料性能可能不尽如人意；此外，还原过程中可能产生副产物，影响纳米材料的纯度和发光性能。

为了克服这些局限性，研究人员需要不断优化还原剂的选择、反应条件以及后续纯化工艺，以实现更高效、更稳定的持久发光纳米材料合成。

生物荧光标记物的新型材料——过渡金属离子掺杂的ZnS、ZnSe量子点

作为．
［关键词］生物荧光标记物；杂；ｎ；ｎｅ量子点掺ＺＳＺＳ；
［中图分类号］５［Ｑ文献标志码］［Ａ文章编号］６３— ０２２１）２０７０１７８１（０００ — ０５— ５
量子点即半导体纳米晶，１９自９８年以来被广泛地应用于生物标记Ｊ量子点具有高量子效．
子激发态的能级具有较大的差异，以获得能量所低于基质体材料带边（ｎｅ：７ｍ，ｎ：３ＺＳ４０ｎＺＳ３７
［收稿日］００一１２期２１Ｏ — ９［金项目］基重庆师范大学青年基金（５２１９６０）
般不稳定，面活性使它们很容易团聚，然表虽
ｎ的发光（蓝、、、红色）完全可能ｍ）如绿黄橘是
的．而且由于过渡离子掺杂的量子点的发光机制
率、高消光系数、发光谱宽且连续、激对称且窄的发射光谱、射光的颜色随粒径变化、化学稳发光定性好等特点，用于多种标记物的同时检测，可
的生物医学领域大有作为．
与传统的同位素和荧光染料相比具有不可比拟的优势Ｊ随着研究的逐步深入，为生物标记．作
物的量子点，为分析科学中一个新兴的、沿成前的、为活跃的研究领域．过去的１最在Ｏ年中，关
第２９卷
第２期

量子点在生物分析中的应用

two alexa fluor reporter probes： reporter probe1，Alexa Fluor 488-5'-CTG GGA TTA AAT AAA A-3'； reporter probe2，Alexa Fluor 647-5'-AAA GGA CCA GGC-3'。
two target oligonucleotides： target DNA1 for HIV-1，5'-GCT ATA CAT TCT TAC TAT TTT ATT TAA TCC CAG-3'； target DNA2 for HIV-2，5'-TGA ATT TAG TTG CGC CTG GTC CTT T-3'。
3
量子点的光学特性
宽吸收峰：能吸收所有比它第一发射波长更短的“较蓝”的光。窄发射峰：具有非常窄且十分对称的荧光发射光谱。大斯托克斯位移：消除激发光和散射光等背景干扰。
4
光稳定性：抵抗紫外、化学物质、生理代谢对其的降解。安全：细胞毒性低，可用于活细胞及体内研究。高量子效率：荧光强度大，发光时间长，便于长期跟踪和保存结果。
35
Results and
Discussion
36
Representative traces of the fluorescence bursts from Alexa Fluor 488, the 605QD, and
At room temperature, Add the streptavidin-coated 605-nm-emission QDs(605QDs c=2.5×10-11M).
33
Schematic view of the experimental apparatus used for simultaneous detection

量子点荧光探针在分析检测中的应用研究

量子点荧光探针在分析检测中的应用研究1. 引言量子点是一种准零维纳米晶粒，因其三个维度均受到量子限域，从而表现出一些独特的光学性能，如激发波长范围宽、发射波长范围窄且对称、量子产率高、荧光寿命长、光学性能稳定等优点。

量子点作为荧光离子探针在离子以及小分子检测领域引起了许多研究人员的关注并且取得了不错的进展。

离子和无机小分子与量子点之间可发生的物理或者化学作用，导致量子点的表面结构或者表面电荷发生变化，影响了电子与空穴的复合效率，从而对量子点的荧光强度产生增强或者猝灭作用。

量子点的荧光强度的变化与离子或者无机小分子的浓度之间往往存在一定的线性或者指数关系，利用这种数学关系就可以实现对离子或者无机小分子的定量测定。

量子点在金属离子、阴离子、氢离子以及其他无机小分子测定应用方面得到深入的探究，并且开发出基于量子点荧光增强测定离子的新方法，这一进展使得量子点荧光离子探针成为无机离子检测的重要方法之一。

量子点作为荧光离子探针，具有灵敏度高、使用量少、设备简单和重现性好等优点，因此具有很大的发展潜力和应用前景。

本文即是针对量子点荧光离子探针在金属离子检测、阴离子检测、氢离子浓度检测以及小分子检测等方面的研究进展加以综述。

2. 量子点荧光离子探针用于金属离子检测量子点的独特荧光性能主要取决于其表面状态及其所处的物理化学环境。

待检测物通过各种各样的物理化学作用，如吸附、共价键、静电作用和能量转移等方式与量子点发生相互作用，这将会改变量子点电子与空穴的复合效率，影响激子的产生，从而引起量子点荧光强度的变化。

对于金属离子而言，有些金属离子可以通过填充表面态来钝化量子点表面缺陷，从而使量子点荧光增强；有些金属离子则能够通过非辐射结合、电子转移和内滤效应等方式猝灭量子点的荧光。

金属离子对量子点荧光强度的影响使量子点荧光离子探针检测金属离子成为可能。

Isarov等首次报道了对金属离子与量子点相互作用的机理，Cu2+可以猝灭CdS QDs 的荧光，并且推测其猝灭机理是Cu2+集合到量子点的表面被还原为Cu+，而Cu+引起QD 导带的电子和价带发生空穴重组，导致量子点的荧光猝灭。

ZnS∶Mn纳米晶的制备与荧光性能研究

ZnS∶Mn纳米晶的制备与荧光性能研究唐伟健;汪志伟;钱荣霞;虞阳;张凤;张红琳;单云【期刊名称】《化工时刊》【年(卷),期】2015(29)6【摘要】ZnS∶Mn semiconductor nanocrystals (NCs) were synthesized via colloidal chemical method at 70°C without capping agent and using 3-mercaptopropionic acid(MPA) as capping agent, respectively. The effect of cap-ping agent on photoluminescence of ZnS∶Mn NCs was studied. The PL results show that MPA could well modify the surface of NCs and eliminate the surface defects, as a result of which, surface defect emission of ZnS NCs is substitu-ted with d-d (4T1→6A1 ) transition emission ofMn2+ ions. UV-Vis spectra indicated that the characteristic ab-sorption band edge of ZnS∶Mn NCs was blue-shifted by 0 . 29 eV from that of the corresponding bulk band gap of ZnS owing to quantum confinement effect.%本文采用胶体化学方法合成了无稳定剂修饰和巯基丙酸为稳定剂的单分散ZnS∶Mn掺杂纳米晶，研究了稳定剂对纳米晶荧光性能的影响。

量子点技术在生物成像中的应用注意事项

量子点技术在生物成像中的应用注意事项引言：随着科技的不断发展，生物成像技术也在不断革新和进步。

其中，量子点技术作为一种新型生物成像材料，被广泛应用于生物医学领域。

量子点作为一种纳米级的半导体材料，具有独特的物理和化学性质，因此在生物成像中有着广阔的应用前景。

然而，使用量子点技术进行生物成像需要注意一些事项，以确保成像结果的准确性和安全性。

本文将重点讨论量子点技术在生物成像中的应用注意事项。

一、量子点技术的基本原理首先，让我们先了解一下量子点技术的基本原理。

量子点是指当金属或半导体凝聚态材料尺寸缩小到纳米级时，其能带结构的离散化能级。

量子点的大小范围通常在2-10纳米之间，可以通过调节其尺寸和组成来控制其光学和电学性质。

原子级的精确控制使得量子点具有特殊的发光性质，包括窄的发光光谱、高荧光亮度和长时间的荧光衰减。

二、量子点技术在生物成像中的应用2.1 细胞标记量子点可以通过修饰不同表面配体实现对特定细胞组分的选择性标记，如细胞膜、细胞核或细胞器。

这种标记的量子点可以通过在细胞培养过程中直接添加或离心沉淀后再加入细胞培养基中。

量子点的高亮度和优异的稳定性使其成为细胞标记的理想选择。

2.2 生物分子检测利用量子点的优良发光性质，可以进行生物分子的高灵敏度、高选择性检测。

其中，量子点磷光免疫层析技术是一种常用的方法。

通过将抗体等生物分子与量子点表面配体结合，形成量子点-抗体偶联物，可以将偶联物与待检测的生物分子特异性识别结合。

该方法不仅可以用于研究生物分子的表达和分布，还可以用于疾病的早期诊断和治疗监测。

2.3 肿瘤成像量子点的窄发光光谱和高发光亮度使其成为肿瘤成像的有力工具。

通过修饰量子点表面配体，可以实现针对肿瘤相关分子的高度选择性成像。

例如，利用经过修饰的量子点与肿瘤特异性抗体结合，可以实现针对肿瘤细胞的定量成像。

此外，量子点在多光子和超分辨率成像中也得到了广泛的应用，进一步提高了肿瘤成像的准确性和分辨率。

掺杂型ZnS纳米晶的发光性质及其在生物检测方面的研究进展

系列的讨论。由于纳米晶体表面晶面的定向生长，控制着纳米晶形貌的变化，因此综述了多种制备纳米晶的方法。系统总结了对纳米晶进行掺杂而引起了本征发射波长的变化，并对其进行表面修饰从而达到改变其荧光性质的目
ＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＤｏｐｅｄＴｙｐｅＺｎＳＮａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｎＴｈｅｉｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＤｅｔｅｃｔｉｏｎ
的。国内外研究表明，对纳米晶进行表面修饰，可以利用表面修饰制备出量子产率高，易于生物分子偶联的水溶性的掺杂型ＺｎＳ纳米晶，因此可在生物标记、示踪、检测等多个领域发挥重要的作用，为在生物医学领域中的应用奠定基
础，最后展望了ＺｎＳ纳米晶未来的发展前景。关键词ＺｎＳ掺杂荧光生物检测文献标识码：Ａ中图分类号：０４６９
ｏｆｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｏｆｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｆｉｎｔｒｉｎｓｉｃｅｍｉｓｓｉｏｎｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｏｆｎａｎｏ — ｃｒｙｓｔａｌｓｔｈｒｏｕｇｈｄｏｐｉｎｇ，ａｎｄｃｈａｎｇｉｎｇｔｈｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓｔｈｒｏｕｇｈｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎａｒｅｉｎ－

量子点免疫层析检测技术

量子点免疫层析检测技术方兴未艾免疫层析技术是一种快速、简便、灵敏、直观、价格低廉、可真正实现现场检测的检测方法。

具有很多气相色谱、高效液相色谱、气质联用色谱、液质联用色谱、毛细管电泳等仪器检测方法以及其他传统方法无法企及的优点。

在检测领域中处于特殊重要的地位，同时也是传统检测和仪器检测的良好补充。

尤其在经济高速发展，生活水平提高的今天，人类重大疾病，环境污染，食品安全等问题日益受到极大的关注，让免疫层析检测技术更具有巨大的潜力和蓬勃的生命力。

目前，免疫层析产品主要为胶体金免疫层析试纸条，其最早应用于医学检验，在早孕检测中的应用取得了极大的成功，随后在各个领域迅速渗透漫延，其在毒品检测、环境检测、以及食品安全检测领域得到了迅速的发展，但是又出现新的问题，在很多方面，尤其是食品安全检测领域，有些农兽药残留限度极度苛刻，甚至要求0.1ng/ml的检测限度，同时食品类物质如肉类、禽类、果蔬、谷物等成分复杂，前处理难度也很大，造成胶体金免疫层析检测灵敏度无法胜任。

除了进一步提高前处理方法以外，寻求高灵敏度的免疫层析方法也显得尤为重要。

量子点是近20年来发展起来的半导体纳米晶材料，因为它的优良特性，受到了很大的关注，并且已经显示出一定的潜力，近几年来从细胞标记等应用已逐渐开始向多个领域的检测与诊断方向渗透。

一、量子点特性量子点（简称QDs,又称半导体纳米粒子）是由II〜切族或III〜V族元素组成的，半径小于或接近于激光玻尔半径，能够接受激发光产生荧光的一类半导体纳米颗粒，其中研究较多的主要是CdX（x=S、Se、Te）,直径约为2nm-6nm。

量子点由于存在显著的量子尺寸效应和表面效应，从而使它具有常规材料所不具备的光吸收特性，使其应用领域越来越广泛，特别是其在免疫生物学和临床检验学等研究中的潜在的应用价值，已引起了广大科学工作者的极大关注，发光量子点作为荧光试剂探针标记生物大分子，正是近年来迅速发展的纳米材料在生物分析领域的重要应用之一。

zns量子点

zns量子点
ZnS量子点是一种独特的半导体纳米材料，它的尺寸大小通常小于10纳米。

这种材料由锌离子和硫化物离子组成，具有特殊的发光、电学及光电性质。

作为一种新型的发光材料，ZnS量子点的应用前景非常广泛。

其发光取决于其尺寸及形状，可以通过调节它们的大小和表面修饰实现调节发光颜色的功能。

该材料的独特发光性质使它被广泛用于生物荧光传感、光电器件等方面。

另外，它还可以用作纳米催化剂、传感器等。

值得一提的是，与其他纳米材料相比，ZnS量子点具有生物相容性、环境友好等优点，这使得它被广泛应用于医学领域。

例如，利用它作为荧光探针可以用于细胞成像、分子诊断等，通过与生物分子特异性结合实现对特定生物分子的检测和分析。

尽管ZnS量子点在许多领域都表现出了极大的潜力，但也存在一定的挑战。

如何克服其稳定性、毒性等问题仍需进一步研究。

相信随着技术的不断发展，ZnS量子点将有更加广泛的应用前景，并为人类健康和环境保护作出更大的贡献。

量子点在生化分析中的应用进展

量子点在生化分析中的应用进展周亚文【摘要】量子点（ QDs）是一类粒径位于纳米尺度的荧光材料，因其优良的光学性质，已在化学、生物学及医学等研究领域取得了很大进展，也成为近年来发展、研究的热点。

本文简述了量子点的基本特征，对不同的修饰方法做了比较，重点综述了量子点在生化分析研究领域的进展，提出了今后量子点研究的潜在方向。

%Quantum Dots(QDs)is a kind of nanometer sized fluorescent material which has been used extensively in many research areas,such as chemistry,biological detection and medicine owing to its unique and excellent fluores-cence. In this article,we summarized basic characteristics and the methods of synthesis and modification of QDs. Es-pecially,the new progress of QDs and their research prospects in biochemistry analysis are also reviewed.【期刊名称】《绵阳师范学院学报》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】4页(P65-68)【关键词】量子点(QDs);生化分析【作者】周亚文【作者单位】绵阳师范学院化学与化学工程学院，四川绵阳 621000【正文语种】中文【中图分类】O611.4引言量子点(Quantum Dots，QDs)又名半导体纳米晶，是一种由II -VI 族或III -V 族元素组成的均一或核-壳式结构，粒径介于1 ～10 nm 之间的纳米颗粒，目前研究较多的主要是CdX(X=S、Se、Te)［1］.由于物质内部电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变为具有分子特性的分立能级结构，呈现出诸多不同于宏观块体材料的物理化学性质和光学特性，受激后可发射荧光. 近年来，由于其量子产率高、光稳定性好、发射波长可调等优良的光学特性，QDs 作为新型的荧光试剂探针，已引起各领域的广泛重视，在细胞标记［2］、生物成像［3］、蛋白质检测［4］、药物运载［5］、多组分测定［6］等生化领域有良好的应用及发展前景.1 QDs 的制备由于纳米颗粒粒径小、比表面积较大、具有不饱和性，故化学性质十分活泼导致易于聚集甚至沉积，这种不稳定性在很大程度上限制了纳米颗粒的制备与应用. 因而，怎样合成无缺陷、尺寸均一、空间分布有序、稳定性好、光学特征优良的QDs 一直人们追求的目标和关注的热点.经过长时间的努力，现有多种成熟的方法与技术用以制备各种性质的QDs，概括起来主要有物理制备法和化学制备法两种.常见的物理制备法包括机械粉粹、蒸汽冷凝法、低温等离子法等，这些方法虽可制得粒径较为均一的QDs，但由于制备过程耗时长、所需仪器昂贵限制了物理制备法的普遍使用.化学制备法大致分为在有机相中制备和在水相中制备两种.早期的QDs 是在有机相中制备的，如制备的单核SiO2 -QDs［7］及核-壳式CdSe-ZnS QDs［4，8］，此法制备的QDs 稳定性及分散性较好，不容易聚集，但由于溶解性问题而不能应用到生化体系;在水相中合成的QDs 操作简单、形态可控、容易引进特定的官能基团［9］而备受关注，但其稳定性问题还需进一步解决.为了克服上述弊端，对QDs 进行表面功能化是近年来科学家们研究的热点.2 QDs 的功能化由于大多数QDs 在有机相中制备，人们必须在其表面修饰上适当的亲水性基团，使之可溶，才能进一步应用到各种生化分析体系中. 常见的修饰方法有共价偶联［10］、配体交换［9］、静电吸附［11］、表面硅烷化［10］、特异性结合［2］等.如Mioskowsk［9］小组采取配体交换法，成功制备了形态均一、发射光位于575 nm 的核-壳式结构QDs，通过此法，还可将氨基、巯基等功能基团交换到QDs 表面，进而拓宽QDs 应用范围;此外，Johnson［12］利用生物素与链酶亲和素之间的特异性结合，成功将生物素化的核酸适配体(aptamer)与目标DNA 结合的三明治结构和链酶亲和素功能化的双色QDs 偶联，实现对DNA 基因组的快速、超灵敏检测.长期以来，对QDs 表面进行修饰及功能化的报道还很多，图1 描述了常见的QDs 表面修饰策略.图1 常见的QDs 表面功能化策略Fig.1 Strategies illustration of QDs surface modification3 QDs 在生化分析中的应用进展由于QDs 不同于块体材料的诸多性质及在许多方面潜在的应用价值，有关它的研究已经活跃了很多年，但在早期的研究报道中，主要集中在光学和输运等基本特性方面.自Nie［13］1998 年发表了将QDs 用于生物标记的文章后，QDs 在生化体系中的应用研究备受关注.随后QDs 的制备技术也不断得到完善，基于其量子产率高、光稳定性好等光学特性，选择性好、灵敏度高、快速、方便检测等操作特性，QDs 作为新型的荧光试剂探针，在蛋白质检测［14］、DNA 识别［15］、病毒示踪［16］、荧光成像［17］等生化领域都有广泛的应用前景.3.1 QDs 标记与识别蛋白质从目前的研究报道来看，将QDs 用作探针对蛋白质进行识别检测的文献很多.如Nie［11］课题组报道了一种利用QDs 光学特性进行活体细胞标记的方法. 在核-壳式CdSe-ZnS QDs 表面修试上前列腺肿瘤中某种蛋白质的抗体，将该种QDs注入患有前列腺癌的小鼠尾部后，QDs 便特异性聚集在小鼠尾部的前列腺癌细胞上，通过QDs 的发光情况，指示出肿瘤的准确位置及大小.Ellington 小组［18］利用荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer ，FRET)实现了对凝血酶的检测.先将含有凝血酶的核酸适配体(aptamer)的一段DNA 修饰到QDs 表面，使之与另一段带有猝灭基团的DNA 分子部分配对，此时QDs 荧光为猝灭状态，当体系中存在靶物凝血酶时，由于aptamer 与靶物的特异性结合，形成稳定的四折叠结构，导致含有猝灭基团的DNA 分子脱落，量子点的荧光恢复，应用QDs前后的荧光信号变化来检测凝血酶.根据该策略，我们可以固定不同的aptamer 结构，从而实现对多种物质的测定.图2 QDs-aptamer 信号标记物检测凝血酶示意图Fig.2 Design of a quantum-dot aptamer beacon for detection of thrombin除了利用QDs 的荧光信号对生化体系中蛋白含量的检测外，也可通过其他性质实现，如Liu［10］等则利用电化学信号检测甲胎蛋白. 该课题组将QDs 通过EDC试剂包覆在SiO2 纳米颗粒表面，具有形成单分散、结构均一、信号放大等作用.通过共价作用结合作用，将甲胎蛋白二抗(Ab2)修饰到量子点表面，将甲胎蛋白抗体(Ab1)通过戊二醛修饰到氨基化的磁纳米颗粒表面后，利用三明治电化学免疫实验测定甲胎蛋白含量. 当体系中含有靶物甲胎蛋白时，通过蛋白与抗体的特异性结合，磁纳米颗粒与QDs - SiO2 颗粒形成三明治结构，当向溶液中加入硫酸使QDs 溶化，通过测定游离镉离子的电化学信号达到检测甲胎蛋白的目的.3.2 QDs 标记与识别DNA随着基因组学不断的发展，现实生活中产生了众多的生物排序数据，科学家们急需发展新技术以便筛选诸多的DNA 结构数据，QDs 表现了显著的优势.如WANG等人［2］设计了两段能与目标DNA 配对结合的DNA 探针序列，分别由Cy5 染料及生物素修饰，QDs 用抗生蛋白链菌素修饰，当有目标DNA 序列存在时，便能与两段探针杂交，进而通过生物素-抗生蛋白链菌素的亲和力被量子点捕获，进而进行信号放大.同时该信号检测装置将分别采集荧光信号，当目DNA 序列不存在或者非互补的DNA 序列存在时，只能检测到QDs 的荧光，不能检测到Cy5 的荧光，据此，我们可以设计不同的探针序列，达到对不同目标序列DNA 的检测目的.Johnson 等［12］利用多色QDs 实现对核酸的检测，两段探针由生物素修饰，当有目标DNA 存在时，形成杂交体后与抗生蛋白链菌素修饰的红色QDs 结合，加入绿色量子点后，形成了一个红色QDs-DNA 杂交体-绿色QDs 的复合物，只有当目标DNA 存在时，才能检测到复合物的荧光信号.3.3 QDs 标记与识别病毒Chen 等人［19］利用分子信号标记物与QDs 之间的荧光能量转移到达检测病毒基因的目的.其大致思路为，将QDs 表面修饰上亚麻酸，分子信号标记物一端连接上金纳米颗粒，另一端修饰上组氨酸分子，利用ZnS 与组氨酸之间的金属亲和力将两者连接起来.当有病毒基因存在时灯标打开，QDs 荧光强度恢复，根据QDs的荧光强度来检测病毒基因的浓度.Wei 课题组［20］则构建了一个对pH 敏感的量子点传感器来检测禽流感病毒与小鼠肝炎病毒.Wang 等则利用QDs 的荧光信号实现单颗粒病毒示踪.该思路为将生物素链接酶修饰到病毒包膜上的多肽受体后与抗生蛋白链菌素修饰的量子点相连，通过生物素与抗生蛋白链菌素的特异性作用来观察量子点的荧光信号进而实现对单颗粒病毒示踪的目的.3.4 QDs 用于细胞成像Ying 等人［21］合成了由谷胱甘肽包被的粒径小于5 nm 的绿、橙、红三色QDs，基于静电作用原理，使量子点与组蛋白(细胞核中含量比较高)结合，达到细胞成像的目的(红色为细胞质，绿色为细胞核).Nie［11］利用电穿孔技术将QDs 置于Hela 细胞中，根据样品中表达出的不同蛋白做出脑、心脏、肾、肝、肠、脾、肿瘤细胞等组织中的成像.Bruchez［22］等人利用生物素修饰的QDs 来标记乳腺癌细胞.3.5 QDs 在其它领域的应用诚然，QDs 在生化分析体系中的应用远不止上述示例，其还可应用于多组份检测、药物运载、重金属含量检测、有机分子含量的测定等方面. 如Farokhzad［5］利用QDs 运输阿霉素，达到靶向治疗的目的;Batteas等［23］制备了由亚麻酸修饰的CdSe-QDs，实现了对Cu2+的快速、超灵敏检测.McShane 等人［24］制备出发射光谱位于近红外区的QDs，成功研制出检测氧的传感器.但是作为分析工作者，更多地关注是否能合成量子产率高的QDs，并能提高体系的灵敏度及检测速度，以及将QDs 运用到更多的领域.4 展望人们对QDs 的研究已广泛展开，研究者们制备出了诸多质量颇高的QDs，亦设计了众多新颖的结构，在传感设备、单电子器件、光热治疗等方面验证了其潜在应用价值，但大多数还是处于试验阶段、理想化状态，要将其批量生产甚至常用化还需长时间的努力.随着纳米技术的发展，生化体系研究途径也有了较大的扩展.人们在纳米尺度认识生物大分子结构与功能的联系，将QDs 与纳米材料结合，共同用于生物成像领域及协助诊断、治疗方面，都将取得显著的成就;由于生化体系本身的复杂性，如何实现同时测定多组分及对目标的高选择性分析仍是目前具有挑战牲的课题，因此，QDs 的制备与修饰仍具有广阔的研究空间.随着研究的不断深入，QDs 有望给生物化学、细胞生物学、基因组学、蛋白质组学、药物筛选、医学成像、溶液矩阵等多个研究领域带来重大突破.参考文献:［1］ Michalet X.，Pinaud F. 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Green and Orange CdTe Quantum Dots as Effective pH-Sensitive Fluorescent Probes for Dual Simultaneous and Independent Detection of Viruses［J］. J. Phys. Chem. B，2007，111:12024 -12031.［21］Zheng Y.，Gao S.. Synthesis and Cell -Imaging Applications of Glutathione -Capped CdTe Quantum Dots［J］. Adv. Mater.，2007，19:376 -380.［22］Wu X.，Liu H.. Immunofluorescent labeling of cancer marker Her2 and other cellular targets with semiconductor quantum dots［J］. Nature Biotechnol.，2003，21:41 -46.［23］Chan Y. H.，Chen J.. Ultrasensitive Copper(II)Detection Using Plasmon-Enhanced and Photo-Brightened Luminescence of CdSe Quantum Dots［J］. Anal. Chem.，2010，82:3671 -3678.［24］Collier B. B.，Singh S.. Microparticle ratiometric oxygen sensors utilizing near -infrared emitting quantum dots［J］. Analyst，2011，136:962 -967.。

量子点及其生物学应用的研究进展

量子点及其生物学应用的研究进展近年来，量子点因其独特的光学和电学性质，成为了材料科学、化学和生物学等领域的研究热点。

特别是，在生物学领域中，量子点作为一种新的、多功能的纳米标记物，显示出了广泛的应用前景，因为它们有很大的潜力在生物成像、电子学、光电子学和诊断等领域内发挥作用。

下文将探讨量子点及其生物学应用的研究进展。

一、量子点的概述量子点是一种由几十或者几百个原子构成的半导体微晶体，其尺寸在1-20纳米之间。

由于量子点的体积较小，与其表面积相比非常大，这就导致了它们具有多种物理和化学性质的变化。

更具体地说，量子点的光学、电学和热学性质与它们的大小和形状紧密相关。

二、量子点在生物成像中的应用生物成像是一种基于显微镜和光学技术的生物研究方法，被广泛用于生物学和医学领域。

早期的生物成像技术存在一些限制，如对于样品的需求较高。

随着量子点技术的进步，已经出现了一些解决方案。

量子点可以产生比传统荧光染料更明亮的荧光，且具有更长的荧光寿命，这使得它们在荧光显微镜下成像更为有效。

同时，由于量子点的尺寸和表面特性可以调节，因此可以对量子点进行表面修饰，引导它们在特定的生物靶标上结合，从而通过定位标签对生物分子和细胞进行成像。

三、量子点在生物学诊断中的应用量子点已经被广泛应用于生物学诊断中。

传统的生物学诊断方法常常需要基于荧光染料或化学发光标记来检测生物靶标或细胞生理学性质。

这些方法的主要缺点是在检测过程中会对靶标发生损伤，并且产生比较低的灵敏度和特异性。

量子点则具有能够将自身荧光峰配对至多种波长，可以用于多光子共振成像，具有更高的检测灵敏度和特异性。

此外，量子点还可以通过大规模配对或生物可降解的胶体转变，用于生物标志物的检测和诊断。

四、量子点蛋白质测定的应用由于量子点表面上的氧化层（ZnS或CdS）可强烈地结合含有负电荷的分子，因此已在蛋白质的检测中被广泛应用。

一些扫描电子显微照片显示了量子点与蛋白质之间的细微结构。

量子点技术的原理及其在生物医学领域的应用

量子点技术的原理及其在生物医学领域的应用量子点技术是一种新型的纳米技术，它是由CDSe、CdS、ZnS等半导体材料制成的纳米粒子，具有宽的吸收光谱和锐利的发射光谱特点，可以用于荧光探针、生物标记、生物成像等方面。

本文将详细介绍量子点技术的原理以及在生物医学领域的应用。

一、量子点技术的原理量子点（quantum dot）是一种具有尺寸效应的半导体纳米结构。

它的尺寸通常在4-50纳米之间，相当于1万分之1-100万分之1个普通细胞的大小。

量子点有非常好的光学性质，因此被广泛应用于荧光探针、生物成像等方面。

量子点的荧光强度很高，比传统荧光分子如荧光素（fluorescein）强10-100倍，同时还具有较长的寿命（10-100纳秒）和较窄的荧光光谱带宽（20-40纳米），具有非常好的荧光性能。

量子点是一种溶液中的纳米晶体，通常用有机合成法制备。

合成时，通过对各种半导体纳米晶体的层层外壳包覆，着重控制其光物理和化学性质，从而实现有人为调控的荧光性质。

量子点的光学性质与大小密切相关，它的光学性质如荧光峰位置、荧光亮度、荧光寿命等都可以通过其粒径来调节。

同时，量子点还可以通过改变外层化学基团，使得其有特定的靶向性，从而实现有针对性的荧光成像。

二、量子点技术在生物医学领域的应用量子点技术在生物医学领域的应用有很多，下面我们将针对其中几个重要的应用进行介绍。

（一）生物标记利用量子点作为生物标记，可以实现对单个生物分子的高灵敏检测。

量子点具有非常强的荧光信号，被标记的生物分子（如蛋白质、 DNA等）也会随之发出荧光信号，从而实现对其的检测。

这种标记方式非常灵敏，可以探测到非常微小的生物分子。

（二）生物成像利用量子点进行生物成像，可以实现对细胞、组织等的定位和细胞内分子的实时追踪。

利用量子点可以实现高度的空间分辨率和灵敏度，从而使得其成像效果更加精细。

同时，通过外层化学包覆，还可以实现对其靶向性的调节，有助于实现癌细胞的早期筛查和治疗监测。

390nm 量子点

390nm量子点是一种油溶性的ZnSe/ZnS核壳型荧光纳米材料，其PL（光致发光）波长位于390nm-440nm 的范围内。

这种量子点以ZnSe为核心，ZnS为壳层，表面由疏水配体包裹。

量子点作为一种新型荧光无机纳米晶体，具有许多独特的性质，如宽的激发谱、窄的发射谱、高的光学稳定性以及良好的生物相容性等。

此外，量子点还可以通过各种化学修饰进行特异性连接，具有较低的细胞毒性和对生物的危害小，因此可以用于生物活体标记和检测。

390nm量子点因其特殊的荧光性质，特别适用于量子点发光二极管（QLED）的蓝光组成部分。

此外，在太阳能电池和生物荧光标记等领域也有广泛的应用前景。

在储存390nm量子点时，应避免阳光直射，并在4度密封暗处保存，以确保其荧光性质的稳定和延长使用寿命。

同时，根据具体需求，还可以订制生产不同克数和波长的390nm量子点产品。

总之，390nm量子点是一种具有独特荧光性质的新型纳米材料，在光电子、生物医学等领域具有广泛的应用前景。

量子点电化学发光及其在生物分析中的应用

量子点电化学发光及其在生物分析中的应用席强;王捷;陈钰;刘仲明【摘要】量子点作为一种新型的电化学发光体具有独特的理化性质,是电化学发光分析领域的研究热点之一.本文简要介绍了量子点电化学发光的机理,回顾了近几年来功能化量子点作为电化学发光体在免疫分析、核酸分析、适体分析、细胞表面聚糖分析等方面的应用,并对其今后的发展方向作了展望.【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2014(025)002【总页数】8页(P209-216)【关键词】量子点;电化学发光;机理;免疫分析;核酸分析【作者】席强;王捷;陈钰;刘仲明【作者单位】广州军区广州总医院医学实验科,广东广州510010;华南理工大学生物科学与工程学院,广东广州510006;广州军区广州总医院医学实验科,广东广州510010;广州军区广州总医院医学实验科,广东广州510010;广州军区广州总医院医学实验科,广东广州510010【正文语种】中文【中图分类】O657.1电化学发光（Electrochemiluminescence，ECL），又称电致化学发光，是指在电极上施加一定的电压形成电生物质，电生物质之间或电生物质与体系中某些组分之间通过电子转移生成激发态，不稳定的激发态在跃迁回基态的过程中辐射出光子的现象［1］.与光致发光相比，电化学发光作为一种新的分析技术，其主要的优点是不需要外部光源.这样就避免了杂质光和光散射的问题，提高了检测的灵敏度［2］.ECL分析技术由于集成了电化学电位可控性和化学发光分析的高灵敏度的优点，已成为一种强有力的分析技术.自2002年BARD课题组［3］首次于《Science》上报道了硅量子点（Si Quantum Dots，Si QDs）在有机溶液中的电化学发光以来，基于量子点的电化学发光体系引起了广泛的关注.许多不同尺寸和形状的量子点，如CdS［4］、CdSe［5］、CdTe［6］、ZnS［7］等不仅在有机相中，而且在水溶液中也能产生电化学发光.与传统的电化学发光体系相比，基于量子点的电化学发光更具可控性，体系也更加温和，在免疫分析、核酸探针分析、适体分析等方面获得了越来越多的关注.量子点作为新型的ECL发光体，发光性质与其表面状态及尺寸有着较大的关系［8］.电子和空穴可通过电化学氧化还原过程注入量子点的表面或中心导带，进而产生ECL辐射.与经典的［Ru（bpy）3］2＋／TPrA体系电化学发光机理类似，量子点的电化学发光机理也主要有自由基湮灭和共反应物参与两种.当对电极施加双阶跃正负脉冲电势时，在电极附近将会同时产生氧化态和还原态的QDs，二者相互碰撞形成激发态QDs＊和基态QDs，激发态的QDs在返回基态的弛豫过程中辐射出光子.这种反应一般被称作“自由基湮灭”反应，其机理如下：基于这类反应机理的量子点常在有机溶剂中进行，主要有CdSe［9］、CdTe ［10］、PbS［11］、Si［3］等.其中，Si量子点电化学发光体系是湮灭型量子点ECL体系的一个典型例子.BARD研究小组［3］发现，在乙氰溶液中对铂金电极同时施加氧化和还原电势时，Si QDs在阳极氧化生成QDs·＋，在阴极还原生成QDs·－.电极附近扩散层中的这两种电生产物相互碰撞发生湮灭反应，形成激发态的Si QDs＊，Si QDs＊返回基态时在620 nm处释放光子.对于这种湮灭反应，需要同时存在氧化产物和还原产物，并且要求氧化产物和还原产物具有足够的稳定性以便彼此碰撞产生激发态分子.在共反应物存在的条件下，量子点的电化学发光通常只需对电极施加单一的电势即可.共反应物是一些在氧化或还原时可以产生具有强还原性或强氧化性的中间体物质，产生的中间体能和电化学发光体系中的氧化性或还原性量子点生成激发态分子，如、TPrA［12］、DBAE［13］、、等.由于湮灭型量子点ECL体系要求同时产生氧化态和还原态，而水溶液中能允许的电势跨度太小，因此该体系常常要求纯净的无水无氧环境，不利于进一步的应用研究.而共反应物的存在则能很好地克服这些缺点，因此该类型ECL反应体系目前应用最广泛.以“氧化－还原”型的QDs／DBAE电化学发光体系为例［13］，其反应过程可表述如下：与TPrA、DBAE等“氧化－还原”型共反应物体系不同的是，在“还原－氧化”型共反应物体系中，共反应物和QDs均被还原，还原后的共反应剂形成强氧化物并将还原性的QDs氧化形成激发态，激发态在返回基态的过程中释放出光子.参与该类型反应体系的阴极共反应物主要有、H2O2、CH2Cl2等.以／QDs共反应物体系为例，其反应过程为：［4］：免疫分析是一种常用的生物分析方法，它主要是基于抗体（或抗原）作为选择性试剂来分析和测定各种抗原（或抗体）及半抗原以及能发生免疫反应的多种生物活性物质（如蛋白质、激素、抗生素和药物等），具有非常高的选择性和灵敏性.根据在反应中是否将QDs标记于抗体（或抗原）上可将其分为非标记免疫分析和标记免疫分析两大类［18］.立体障碍策略是QDs非标记型免疫分析中最常用的方法.该方法是基于免疫反应后形成的绝缘复合物阻碍共反应物与电极之间的电子传递，从而实现对目标分析物的灵敏检测.JIE等［4］利用半胱胺自组装技术和金纳米颗粒（Au－NPs）的信号放大策略，将巯基乙酸（Thioglycolic Acid，TGA）修饰的CdS量子点固定于金电极表面，发展了一种用于检测低密度脂蛋白（LDL）的非标记型QDs－ECL免疫传感器（图1）.当存在LDL时，其与QDs表面的ApoB－100反应形成免疫复合物绝缘层阻碍溶液中的S2O82－与金电极之间的电子传递，从而导致发光强度的降低.该方法的线性范围为0.025～16μg·L－1，最低检测限（LOD）为6ng·L－1.为了进一步拓宽该类免疫传感器的线性范围和提高其灵敏度，随后该课题组［19］利用碳纳米管（CNT）良好的导电性和壳聚糖（CHIT）优良的成膜性将CdSe量子点固定于工作电极表面.交联剂3－氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）的加入使得该方法的LOD低至1ng·L－1.除了APTES，交联剂聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDDA）也被用于传感界面的修饰，结合纳米材料的信号放大作用使得对人免疫球蛋白G（Human Immunoglobulin G，HIgG）的LOD低至0.6ng·L－1［20］.相对于非标记免疫分析，基于QDs的标记免疫分析更多的是采用夹心免疫模式.各种纳米材料［21－22］被广泛用来负载信号抗体，并以此用于免疫夹心分析的信号示踪.这种方法使得单个生物识别事件所结合的电化学发光标记物大大增加，从而使得其灵敏度较传统的单标记ECL免疫方法有了很大的提高，检测限大大降低.最近，QIAN等［23］利用Si纳米球良好的生物相容性和较大的比表面积，以此来负载CdTe量子点和二抗，实现了对肿瘤标志物的高灵敏度、低检测限的分析.与仅用CdTe QDs作为单标记相比，ECL强度提高了约6.6倍.该免疫传感器对IgG的检测下限可达1.3ng·L－1.ZHANG等［24］设计合成了一种多孔的PtRu合金，并将其用作CdTe量子点的信号放大载体，使得对人绒毛膜促性腺激素（Human Chorionic Gonadotropin，HCG）的检测限低至0.8ng·L－1.石墨烯与碳纳米管一样具有良好的导电性和高的比表面积，可负载更多的信号分子，从而提高检测灵敏度［25］.LIU等［22］以金磁纳米颗粒（MPNs）和经PDDA和QDs修饰的石墨烯分别作为一抗和二抗载体，构建了一种用于肿瘤标志物CA125检测的“三明治”型免疫传感器（见图2）.这种借助磁珠的超顺磁性的分析方法，使得免疫复合物的分离和富集变得更加便捷，同时也使检测灵敏度得到了进一步的提高.在各种各样的核酸检测技术中，基于ECL生物传感器的方法由于其应用范围广、仪器简单、时空可控性好而受到广泛的关注［26－27］.常以QDs作为发光剂与生物识别分子（如ssDNA或亲和素）相连，进行核酸ECL分析.例如，将DNA探针的一端通过Au－S键固定于Au电极上，然后与生物素化的目标DNA杂交，最后加入亲和素化的量子点［28］（见图3）.如存在目标DNA，则经HNO3溶解的Cd2＋在S2O82－溶液中将会产生强烈的电化学发光现象.这种基于ECL信号增强的生物传感器与目标DNA在0.005～5μmol·L－1的浓度范围内呈现良好的线性关系，其LOD可达10pmol·L－1.利用分子生物学的方法对样品中检测对象进行信号放大可实现分析方法的高灵敏度，甚至达到单分子检测的要求.目前基于分子生物学方法的信号放大策略主要包括滚环扩增（RCA）［29］、剪切酶放大技术［30］、等温循环扩增［31］等.例如，ZHOU等［32］通过使用双纳米粒子标记的三重DNA探针和等温循环扩增技术，构建了一种高灵敏度、高特异性检测单核苷酸多态性的QDs－ECL传感器（见图4）.在含有共反应物S2O82－溶液及存在突变DNA（mutant DNA，mDNA）的情况下，由于mDNA与三重茎环DNA具有较强的结合自由能，致使三重茎环DNA构象改变以及Probe 2的分离，最终解除金纳米粒子（Au NPs）和CdTe对CdS的猝灭作用，同时也触发了后续的聚合反应.在链置换和Nb.BbvCⅠ内切酶（一种能识别并切割特异的双链DNA序列的内切核酸酶）作用下，mDNA得到了极大地扩增并导致ECL信号的增强.利用该策略所构建的ECL－SNP传感器的LOD可低达35amol·L－1.其创新地在两种探针上连接上了两个猝灭剂，使背景信号变得更低，在Klenow聚合酶和Nb.BbvCⅠ内切酶作用下使得目标mDNA不断地被循环放大.核酸适体（aptamer）是近年来发展起来的一类新型识别分子，由于具有相对分子质量小、可化学合成、稳定性好、无毒等优点，而引起了广泛关注［33］.同目前生物分析中常用的抗体相比，aptamer与靶标结合的特异性及亲和力与抗体相当甚至更强.由于它折叠后形成的特定三维结构能与特定靶标，如激素、蛋白质、小分子结合，所以近年来在QDs－ECL分析中受到越来越多的关注［34］.HUANG等［35］构建了一种基于量子点的竞争型核酸适体ECL传感器用于小分子物质ATP的检测（见图5）.在金电极上，亲和素化的CdSe／ZnS核－壳式量子点与生物素化的cDNA相连并与ATP竞争性地结合anti－ATP适配体探针.在共反应物S2 溶液中，ECL强度的降低与ATP浓度在0.018～90.72μmol·L－1范围内呈良好的线性关系.虽然该方法的检测灵敏度有待提高，但具有很高的特异性.此外，也拓宽了QDs－ECL分析应用范围.通过类似的方法，该课题组［34］又对溶菌酶进行了检测.此外，方禹之课题组［36］通过电沉积CTS－CdS QDs到碳纳米管（CNTs）上再结合aptamer构建了一种免标记的QDs－ECL传感器用于凝血酶检测.此种核酸适体传感器避免了繁琐的标记过程，具有构建简单的优点. 多糖是细胞表面糖脂和糖蛋白的重要组成成分，在细胞粘附、信号转导、免疫应答以及肿瘤的生长转移等方面具有重要作用［37］.目前，对于细胞表面多糖的检测，主要是基于其与凝集素的特异性识别行为来进行的.HAN等［38］利用凝集素对细胞表面聚糖的特异性识别及功能化CdSe QD作为ECL发光剂构建了一种新颖的用于监测活细胞表面聚糖动态表达的QDs－ECL细胞传感器.细胞表面多糖量的多少与ECL信号强度在一定范围内呈反比关系.由于量子点具有较大的斯托克斯位移，发射光谱窄，因此可被用作电化学发光共振能量转移（RET）的供体.陈洪渊课题组［39］设计了一种利用CdS QDs－［Ru（bpy）3］2＋作为供体－受体对进行ECL－RET的传感策略用于检测SMMC－7721细胞（见图6）.当［Ru（bpy）3］2＋标记的SMMC－7721细胞通过免疫反应被捕获到CdS量子点修饰的玻碳电极（GCE）上时，通过供体－受体之间的ECL－RET将会使［Ru（bpy）3］2＋在620nm处产生另一个ECL峰.该方法对SMMC－7721细胞的检测下限可达12.5cells ·mL－1.随后该研究小组［40］利用类似的策略构建了一种芯片微分析平台用于癌细胞表面多种肿瘤标志物的快速分析.除了以上基于生物分子间特异性识别策略来构建的传感方法外，一些利用目标分析物或其产物对ECL体系具有明显抑制效应的分析方法也被用于QDs－ECL生物传感器的设计［41－43］.例如LIU等［15］首次利用作为CdTe QDs的共反应物，酪氨酸酶催化反应产物作为湮灭剂，构建了一种超灵敏的ECL分析方法用于酪氨酸的检测.激发态的CdSe QDs与酪氨酸酶催化产物苯醌之间通过能量转移而发生湮灭，从而导致ECL强度的显著降低.该方法对酪氨酸的检测下限可达0.1pmol·L－1.随后该课题组［44］又发现多巴胺的氧化产物对／CdSe QDs电化学发光体系具有强烈抑制作用，从而发展了一种具有良好选择性并可用于多巴胺检测的抑制型QDs－ECL分析方法.QDs因其优异的理化性质而逐渐成为生物分析领域极具竞争力的ECL发光剂，尤其是其尺寸可控的发光行为使得量子点可用于多组分生物分析，但同时也面临一些诸如生物毒性、灵敏度偏低、非特异性结合、工作电位较高等很多实际问题.利用低毒性的生物相容性分子对QDs进行包裹修饰，或合成低毒（或非毒性）的量子点（如碳量子点、石墨烯量子点、金属纳米簇等）并研究其相关的ECL机理将成为今后QDs－ECL生物传感器研究的重点.在信号放大方面，随着纳米科技与生物技术的迅猛发展，将一些新型的纳米材料（如多孔Si纳米球、树状聚合物、石墨烯等）和生物放大技术（如滚环扩增、等温循环扩增、剪接酶放大等）结合起来，将是目前QDs－ECL在生物分析中的一个重要趋势.通过与核酸适体技术相结合，QDs－ECL可以高选择性地检测小分子、蛋白质和其它生物分子.总之，QDs－ECL分析技术在临床诊断、药物分析、食品检测等领域的广泛应用将促使QDs－ECL不断向着高通量、多组分、集成化、微型化以及实时动态监测方向发展.【相关文献】［1］MIAO Wujian.Electrogenerated chemiluminescence and its biorelated applications ［J］.Chem Rev，2008，108（7）：2506－2553.［2］HU Lianzhe，XU Guobao.Applications and trends in electrochemiluminescence ［J］.Chem Soc Rev，2010，39（8）：3275－3304.［3］DING Zhifeng，QUINN B M，HARAM S K，et al.Electrochemistry and electrogenerated chemiluminescence from silicon nanocrystal quantum dots［J］.Science，2002，296（5571）：1293－1297.［4］JIE Guifen，LIU Bo，PAN Hongcheng，et al.CdS nanocrystal－based electrochemiluminescence 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