基于CISe@ZnS新型近紅外二區(qū)量子點生物探針研究進展

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)無機量子點由于發(fā)射波長可調(diào)、吸收截面大和量子產(chǎn)率高等特性受到了國內(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)量子點是目前生物標記領(lǐng)域的研究熱點和難點。

有課題組開發(fā)出CuInSe2（CISe）基新型**近紅外二區(qū)發(fā)光量子點生物探針，并首次將其應(yīng)用于循環(huán)**細胞（CTC）檢測和**靶向?qū)崟r成像（圖1）。該團隊通過**設(shè)計材料中的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；所合成量子點的激發(fā)譜可覆蓋紫外到近紅外（350-820 nm）的寬帶范圍，在實際應(yīng)用中可適用于多種波長的激發(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)光絕對量子產(chǎn)率高達21.8%，為目前已報道無毒近紅外二區(qū)量子點的較高值。

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

進一步地，通過連接抗表皮細胞粘附分子（EpCAM）抗體，團隊利用CISe@ZnS探針可以實現(xiàn)對CTC（如人類****MCF-7細胞）的特異性識別，對血液樣本中CTC的檢測限可低至12個細胞/96孔（200 μL）。此外，團隊還將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5.8（圖2）。值得注意的是，該探針在尾靜脈注射4小時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。

圖2、活體小鼠a）背部和b）腹部明場像，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)光強度變化

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

定制產(chǎn)品：

紅外光量子點

近紅外熒光量子點：

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

發(fā)射波長為800 nm近紅外熒光量子點

多波長近紅外熒光量子點

近紅外發(fā)光量子點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

Ag2S近紅外量子點

三元CdxPb1-xSe量子點

肽段連接的近紅外熒光量子點(QDs)

近紅外熒光量子點標記的羥基磷灰石

近紅外發(fā)光的Ag2S、Ag2Se或Ag2Te量子點

近紅外發(fā)光Ag2S-CdS核殼結(jié)構(gòu)水溶性量子點

紅外量子點CdTe

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

紅外**的InAs量子點

紅光Sn量子點

近紅外量子點InP/ZnS

CdSe/ZnSe紅外量子點

近紅外PbS量子點

近紅外熒光Ag2S量子點

水溶性CdTe/CdS近紅外量子點

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

PbSe量子點近紅外量子點

Ag摻雜HgS量子點

pH調(diào)諧的近紅外量子點（Ag摻雜HgS）

CdTe的II型水溶性近紅外量子點

**、水溶性、Ⅱ型CdTe/CdSe核殼近紅外量子點

CdTe/CdS@ZnS-SiO2近紅外量子點

CdTe/CdS/ZnS近紅外量子點

CdTe/CdS小核厚殼近紅外量子點

小編zhn2021.03.30