荧光传感器——量子点

参考文献： 1. Xingliang Dai1, Zhenxing Zhang2, Yizheng Jin1, Yuan Niu2, Hujia Cao2, Xiaoyong Liang1, Liwei Chen3, JianpuWang4& Xiaogang Peng2, Solution-processed, high-performance light-emitting diodes based on quantum dots, nature13829(2014) 2. Ute Resch-Genger1, Markus Grabolle1, Sara Cavaliere-Jaricot2, Roland Nitschke3,4 &Thomas Nann2, Quantum dots versus organic dyes as fluorescent labels, nature methods | VOL.5 NO.9 | SEPTEMBER 2008 3. Xiaogang Peng*, Liberato Manna, Weidong Yang, Juanita Wickham, Erik Scher, Andreas Kadavanich & A. P. Alivisatos, Shape control of CdSe nanocrystals, NATURE|VOL 404 | 2 MARCH 2000
制备方法
主要有物理方法和化学方法，以化学方 法为主：水相和有机相。 现在用作荧光探针的量子点主要有单核 量子点（CdSe, CdTe，CdS）和核壳式量 子点（CdSe/ZnS, CdSe/ZnSe）。 有机金属法：有机金属+高沸点有机配 体溶剂（温度越高，产率及荧光寿命越 好。无水无氧。 彭笑刚改用金属氧化物
纳米(nm)以下，外观恰似一极小的点状物，其内部电子在各方向上
的 运 动 都 受 到 局 限 ， 所 以 量 子 限 域 效 应 (quantum confinement effect)特别显著。
研究背景
现代量子点技术要追溯到上世纪70年代中期，它是为了解决全球能源危机而发 展起来的。1997年以来，随着量子点制备技术的不断提高，量子点己越来越可 能应用于生物学研究。1998年，Alivisatos和Nie两个研究小组分别在Science上 发表有关量子点作为生物探针的论文，首次将量子点作为生物荧光标记，并且 应用于活细胞体系，他们解决了如何将量子点溶于水溶液，以及量子点如何通 过表面的活性基团与生物大分子偶联的问题，由此掀起了量子点的研究热潮。.
荧光传感器——量子点
詹国鹏
生物传感器
信号：电信号，光信号 光信号：荧光（光致荧光和化学 致荧光）
生物传 感器
电信号：电阻，电位，电流，电
容
生物大分子类：DNA探针，抗体， 抗体，酶，核酸适配体
量子点(quantum dot)是准零维(quasi-zero-dimensional)的纳米材料， 由少量的原子所构成。粗略地说，量子点三个维度的尺寸都在 100
量子点主要特点
1 、宽的激发波长范围， 窄的发射波长范围 2、荧光强度、稳定性好 3、生物相容性好
量子点在生物医学中的应用
Байду номын сангаас
1 、基于荧光能量转移 (FRET) 研究生物大分子之间的 相互作用 2、用于大分子标记及组织细胞的标记与成像 3、用于活体医学成像 4、用于基因测序和基因芯片、用于测定简单金属离子 等
问题及解决方向：
• 有机体系合成的量子点的水溶性问题以及在水相体系中合成的量子点 的光氧化导致光学性能不稳定等问题突出 • 毒性大，对环境污染大 • 成本高 • 解决方法：有机相中的水溶性问题的解决依赖于量子点配体的水溶性， 必须尝试不同的水溶性配体并找出能增大量子点荧光性能的一类配体； 水相合成的量子点光氧化问题的解决依赖于量子点结构的改变，探索 出不同的合成方法； • 另外，必须寻找出绿色无污染、价格低廉的材料