基于CISe@ZnS新型近紅外二區(qū)量子點(diǎn)生物探針研究進(jìn)展

近紅外二區(qū)發(fā)光（950-1700 nm）在生物體內(nèi)散射低、組織穿透深且成像分辨率高，在分析化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有非常重要的應(yīng)用前景。特別地，近紅外二區(qū)無(wú)機(jī)量子點(diǎn)由于發(fā)射波長(zhǎng)可調(diào)、吸收截面大和量子產(chǎn)率高等特性受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。目前主要研究的近紅外二區(qū)量子點(diǎn)為II-VI族和IV-VI族半導(dǎo)體材料，如CdSe、CdTe和PbSe等，其中含有的重金屬元素（如Cd2+和Pb2+等）較大地限制了其后續(xù)的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。因此，開發(fā)具有良好生物相容性且**發(fā)光的近紅外二區(qū)量子點(diǎn)是目前生物標(biāo)記領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

有課題組開發(fā)出CuInSe2（CISe）基新型**近紅外二區(qū)發(fā)光量子點(diǎn)生物探針，并首次將其應(yīng)用于循環(huán)**細(xì)胞（CTC）檢測(cè)和**靶向?qū)崟r(shí)成像（圖1）。該團(tuán)隊(duì)通過**設(shè)計(jì)材料中的Se/In組分比，將CISe的發(fā)射峰位置由常規(guī)的920 nm調(diào)控至近紅外二區(qū)1224 nm；所合成量子點(diǎn)的激發(fā)譜可覆蓋紫外到近紅外（350-820 nm）的寬帶范圍，在實(shí)際應(yīng)用中可適用于多種波長(zhǎng)的激發(fā)光源。包覆ZnS殼層后，CISe的穩(wěn)定性得以**提升，且在808 nm激發(fā)下其近紅外二區(qū)發(fā)光絕對(duì)量子產(chǎn)率高達(dá)21.8%，為目前已報(bào)道無(wú)毒近紅外二區(qū)量子點(diǎn)的較高值。

圖1、基于CISe@ZnS新型近紅外二區(qū)量子點(diǎn)生物探針的血液循環(huán)**細(xì)胞檢測(cè)和**靶向?qū)崟r(shí)成像示意圖

進(jìn)一步地，通過連接抗表皮細(xì)胞粘附分子（EpCAM）抗體，團(tuán)隊(duì)利用CISe@ZnS探針可以實(shí)現(xiàn)對(duì)CTC（如人類****MCF-7細(xì)胞）的特異性識(shí)別，對(duì)血液樣本中CTC的檢測(cè)限可低至12個(gè)細(xì)胞/96孔（200 μL）。此外，團(tuán)隊(duì)還將CISe@ZnS基近紅外二區(qū)發(fā)光探針應(yīng)用于活體小鼠體內(nèi)的**靶向?qū)崟r(shí)成像，主要的器官和血管清晰可見，血管分辨率低至0.36 mm，信噪比高達(dá)5.8（圖2）。值得注意的是，該探針在尾靜脈注射4小時(shí)后即可通過腎通道和肝通道排出體外，展現(xiàn)出良好的生物相容性和易于代謝的優(yōu)勢(shì)。

圖2、活體小鼠a）背部和b）腹部明場(chǎng)像，以及靜脈注射CISe@ZnS探針后的近紅外二區(qū)成像圖；c）注入探針后不同部位的發(fā)光強(qiáng)度變化；d）血管成像的分辨率；e）注入探針后**部位和非**部位發(fā)光強(qiáng)度變化

在近紅外二區(qū)發(fā)光生物探針的設(shè)計(jì)、合成及應(yīng)用中已取得系列重要進(jìn)展。例如，發(fā)展了**NaCeF4:Yb,Er近紅外二區(qū)發(fā)光納米探針，實(shí)現(xiàn)對(duì)人體血清中尿酸的高靈敏檢測(cè)及對(duì)活體小鼠組織的高分辨成像；研制了一種可用藍(lán)光LED激發(fā)的CaS:Ce,Er近紅外二區(qū)發(fā)光納米探針，實(shí)現(xiàn)對(duì)人體血清黃嘌呤的特異性體外檢測(cè)；設(shè)計(jì)合成了氧化石墨烯包覆的稀土納米探針NaYF4:Yb,Er@NaYF4@GO，實(shí)現(xiàn)了**細(xì)胞內(nèi)microRNA可視化成像及**靶向的無(wú)背景近紅外二區(qū)成像。

定制產(chǎn)品：

紅外光量子點(diǎn)

近紅外熒光量子點(diǎn)：

近紅外熒光量子點(diǎn)(Near-infrared fluorescent quantum dots,NIRF-QDs)

發(fā)射波長(zhǎng)為800 nm近紅外熒光量子點(diǎn)

多波長(zhǎng)近紅外熒光量子點(diǎn)

近紅外發(fā)光量子點(diǎn)DMPS-CdTeQDs

L-半胱氨酸(L-Cys)的比例,在水相快速合成了近紅外CdTe量子點(diǎn)

Ag2S近紅外量子點(diǎn)

三元CdxPb1-xSe量子點(diǎn)

肽段連接的近紅外熒光量子點(diǎn)(QDs)

近紅外熒光量子點(diǎn)標(biāo)記的羥基磷灰石

近紅外發(fā)光的Ag2S、Ag2Se或Ag2Te量子點(diǎn)

近紅外發(fā)光Ag2S-CdS核殼結(jié)構(gòu)水溶性量子點(diǎn)

紅外量子點(diǎn)CdTe

近紅外1400~1650 nm的硫化鉛(PbS)量子點(diǎn)摻雜光子晶體光纖(QD-PCF)

紅外**的InAs量子點(diǎn)

紅光Sn量子點(diǎn)

近紅外量子點(diǎn)InP/ZnS

CdSe/ZnSe紅外量子點(diǎn)

近紅外PbS量子點(diǎn)

近紅外熒光Ag2S量子點(diǎn)

水溶性CdTe/CdS近紅外量子點(diǎn)

氮摻雜碳酸氧鉍(N-Bi_2O_2CO_3,N-BOC)/硒化鎘量子點(diǎn)(CdSeQDs)

PbSe量子點(diǎn)近紅外量子點(diǎn)

Ag摻雜HgS量子點(diǎn)

pH調(diào)諧的近紅外量子點(diǎn)（Ag摻雜HgS）

CdTe的II型水溶性近紅外量子點(diǎn)

**、水溶性、Ⅱ型CdTe/CdSe核殼近紅外量子點(diǎn)

CdTe/CdS@ZnS-SiO2近紅外量子點(diǎn)

CdTe/CdS/ZnS近紅外量子點(diǎn)

CdTe/CdS小核厚殼近紅外量子點(diǎn)

小編zhn2021.03.30