秘书学概论-02

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1、量子点纳米晶的制备及其在生物分析中的应用量子点(Quantumdots)有时也叫纳米晶，它是纳米尺度原子和分子的集合体，一般粒径范围在2－20nm。量子点即是将材料尺寸在三维空间进行约束，并达到一定的临界尺寸（抽象成一个点）后，材料的行为将具有量子特性（类似在箱中运动的粒子），结构和性质也随之发生从宏观到微观的转变。量子点纳米晶生物医学QuantumDots(QDs)量子点（LuminescenceSemiconductornanocrystals半导体纳米晶体）70年代，量子点由于其独特的光学特性,认为其应用主要集中在电子与光学方面80年代，生物学家已经对量

2、子点产生了浓厚的兴趣，但由于它的荧光量子产率低，工作集中在研究量子点的基本特性方面1997年以来，量子点制备技术的不断提高,量子点已越来越可能应用于生物学研究。量子点可作为生物探针是从1998年美国加州伯克利大学Alivisatos印第安纳大学的Nie两个研究小组开始，此后量子点的功能进一步被发现、推广，使之成为生物学领域研究的热点。纳米粒子和生物分子的尺寸范围生物标记技术（Biomarker）生物标记技术的原理是将具有标志性信号的材料，如不同颜色的染料分子，能发射强荧光的分子，具有磁性或放射性的分子等，通过化学键或非共价键和待识别的生物组织连接起来，从而直观地

3、观察和分析被标记物的存在和变化。目前有3种类型的纳米粒子可做为荧光标记1）具有光学活性的金属纳米粒子2）荧光纳米球乳液（已商品化）3）发光量子点长径比不同的Au纳米棒的TEM照片（上方），光谱（左下角）和照片（右下角）．(a)1.35±0.32；(b)1.95±0.34；(c)3.06±0.28；(d)3.50±0.29；(e)4.42±0.23光镜金银免疫金银染色标记细胞表面标志物的观察结果（a）Siha细胞中的HPV16病毒位置，HPV16病毒是子宫颈癌的标志物（b）尖锐湿疣细胞中的HPV6/11病毒，由于病毒被大量感染，细胞被染成深色免疫金纳米粒子细胞染色

4、普通胶体金标记免疫胶体金标记免疫金纳米粒子细胞染色电镜下观察到的细胞的纺锤形微管量子点在生物分析中的应用荧光分析法常用于临床测定生物样品中某些成分的含量，但若直接用荧光光谱法对它们进行研究时，碱基和核酸的荧光量子效率很低，只有色氨酸、酪氨酸、和苯丙氨酸有天然荧光，因此检测它们的最好方法还是利用各种荧光探针。目前，应用最为普遍的荧光探针是有机染料，但它们激光光谱都较窄，所以难同时激发多种组分，而其荧光特征谱又较宽，并且分布不对称，最严重的缺陷是其光化学稳定性差。研究较多的量子点主要由II-VI族或III-V族元素组成(a)CdSe量子点的发光和粒径的关系；(b)

5、CdSexTe1-x的发光和组成的关系（粒径保持不变，5nm)单个波长可激发所有的量子点,而不同染料分子的荧光探针需多个激发波长应用范围广：可用于多领域和多仪器多种颜色：颜色取决于量子点的大小，在同一激发波长下，可发出多种激发光，达到同时检测多种指标的要求。抗光致漂白性安全：细胞毒性低，可用于活细胞及体内研究荧光时间长：荧光时间较普通荧光分子长数千倍，便于长期跟踪和保存结果(a)荧光素的激发谱和发射谱(b)CdSe量子点的激发谱和发射谱三种不同尺寸的量子点的荧光光谱荧光素和量子点标记物的光稳性比较与传统的荧光探针相比，量子点的激发光谱宽，且连续分布，即不同大小的

6、纳米晶体能被单一波长的光激发而发出不同颜色的光，而发射光谱成对称分布且宽度窄，并且光化学稳定性高，不易光解。量子点作为一种荧光探针在生物标记及诊断领域有着广泛的应用前景。(Nature,2001,413:450-452)Absorptionandemissionspectraofaseriesofsize-selectedCdSenanocrystals.(NatureBiotechnology,2001,19:621～622)量子点标记过程示意量子点的合成1有机体系2水相体系有机金属前驱体溶液烷基金属(如，二甲基镉)和烷基非金属(如，二-三甲硅烷基硒)主配体三

7、辛基氧化磷(TOPO)及溶剂兼次配体的三辛基磷Schematicprocedureforthepreparationofhighqualitynanocrystalsviaorganometallicroutes.(J.Am.Chem.Soc.1993,115,8706)有机金属法量子效率高(可达90%)荧光半峰宽窄(仅有30nm)是目前合成高质量量子点最成功的方法之一反应条件过于苛刻，严格的无氧无水操作原料价格昂贵，毒性太大，且易燃易爆优缺点有机“绿色化学”法－改进的有机金属法选用毒性小的金属氧化物(CdO)或盐(Cd(OOCCH3)2，CdCO3)选用长烷

8、基链的酸、氨、磷酸、氧化