量子点在生物医学领域的应用进展

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1、量子点在生物医学领域的应用进展【】量子点是近年来发展起来的一种性能优异的新型荧光纳米材料，已成为纳米技术领域最受关注的研究对象之一，并成功应用于生命科学等领域。本文介绍了量子点的基本概念和性质，对量子点在生物医学领域的应用进行了综述和展望，指出了目前存在的问题和今后的发展方向。　　【关键词】量子点；生物医学；荧光；纳米粒子　　　　　　1量子点的概念及特性　　量子点(Quantumdots,QDs)又称半导体纳米微晶体，是半径小于或接近于激子玻尔半径的一类无机半导体纳米粒子，主要由ⅡB-ⅥA(如CdSe，CdTe，ZnSe等)，ⅢA-ⅤA(如InAs，I

2、nP等)组成的，粒径在1—10nm，能够光致发光的半导体纳米晶。　　QDs具有一般纳米微粒的基本性质如表面效应、体积效应和量子尺寸效应,具有宽的激发光谱、窄的发射光谱、可精确调谐的发射波长，正是基于量子点独特的光学性质使得它克服了传统的用于标记或衍生的荧光试剂如荧光素类、罗丹明类等有机化合物存在荧光量子产率低、易光漂白及发射光谱宽等缺点。QDs所具有的优异的光谱性能，在生物化学、细胞生物学、分子生物学、生物分析化学等研究领域显示出极其广阔的应用前景，并逐步地应用于蛋白质及DNA的检测、药物靶向治疗、活细胞生命动态过程的示踪及动物活体体内肿瘤细胞的靶向示

3、踪等生物分析与医学诊断领域，并取得了丰硕的研究成果［1］。　　2量子点的应用　　2.1量子点在细胞成像中的应用　　对单个活细胞的一些活动进程进行高效、灵敏的监测将有助于阐明一些重要的细胞生理过程和药物代谢机制，有利于了解生物体的复杂性以及动力学特征。发展特异性和选择性的QDs是细胞和生物分子标记的一大挑战。经巯基乙酸修饰的QDs连接到转铁蛋白上后，再把QDs-转铁蛋白同表面存在大量转铁蛋白识别受体的HeLa细胞一起培养，发现其可以被HeLa细胞表面的受体识别并吞噬进入细胞内部，首次实现了QDs应用于离体活细胞实验[2]。Tokumasu等［3］用偶联了

4、抗体的QDs标记血红细胞膜上的Band3蛋白，实验中观察到了Band3蛋白在细胞膜上的分布，证实了可以通过QDs的标记观察在疟原虫入侵时红血球细胞膜的变化情况。Orndorff等［4］使用具有高亲合性的神经毒素修饰QDs，然后标记了内在表达的癌细胞蛋白，揭示了经神经毒素修饰的QDs可以作为一种鉴定癌细胞存在的评估标签。　　2.2量子点在活体成像中的应用　　Sungjee等人[5]将量子点注射到小鼠的前肢皮下和猪的腹股沟皮下，通过荧光显像系统就可以观察到前哨淋巴结的位置，为外科术中找到前哨淋巴结创造了便利的条件。　　Gao等[6]研制了一种多功能QDs探

5、针，能够对动物活体内的肿瘤进行靶向并同时成像。该小组用QDs成功实现了裸鼠前列腺癌模型的非损伤性成像,在活体模型中肉眼即可清晰观察到肿瘤的部位，这给前列腺癌的诊断和预后的研究开辟了一条新的思路。　　2.3蛋白质研究与分析　　QDs在蛋白质检测与研究中的应用近年来引起了人们很大的兴趣。Chan等[7]发现在牛血清白蛋白（BSA）中，多克隆抗体能识别量子点标记的免疫球蛋白（IgG），使QDs聚集在一起；相反，若没有这种抗体，QDs-IgG结合体就良好地分散于BSA中。这一试验结果证明用量子点标记的免疫球蛋白分子（IgG）能识别专一的抗原和抗体。ichale

6、tX,PinaudFF,BentolilaLA,etal.Quantumdotsformolecularimagingandcancermedicine[J].Science，2005，307:538-544.　　[2]Chanicroscopy，2003，211:256-261.　　[4]OrndorffRL,RosenthalSJ.Neurotoxinquantumdotconjugatesdetectendogenoustargetsexpressedinlivecancercells[J].NanoLett.,2009,9(7):2589-25

7、99.