熒光量子點(diǎn)的生物效應(yīng)
量子點(diǎn)作為熒光標(biāo)記物，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生物領(lǐng)域的各個方面——蛋白標(biāo)記、免疫熒光、活細(xì)胞示蹤、生物醫(yī)學(xué)成像成像、病原微生物檢測、生物傳感器等。
生物醫(yī)學(xué)成像又可分為兩類：1）體外成像(invitro )，即在受控和人造的環(huán)境中對器官、組織、細(xì)胞核生物分子的成像；2）活體內(nèi)成像(invivo )，即對活的有機(jī)體內(nèi)的生物分子、組織、器官等進(jìn)行的成像。
體外成像：利用生物素化的抗人免疫球蛋白抗體（anit-humanIgG-biotin）和修飾有鏈霉親和素的量子點(diǎn)標(biāo)記各種不同的生物靶標(biāo)，如乳腺癌標(biāo)記蛋白、肌動蛋白、微管纖維和核抗原等。用不同發(fā)射波長的量子點(diǎn)同事標(biāo)記IgG和亮滅親和素，同時檢測同類細(xì)胞內(nèi)的兩種物質(zhì)。相比于有機(jī)染料，量子點(diǎn)熒光探針更加適用于細(xì)胞染色，尤其是多重目標(biāo)上的檢測。量子點(diǎn)的標(biāo)記對細(xì)胞的增殖和分化沒有干涉作用，適用于長期跟蹤標(biāo)記多種蛋白質(zhì)和活體細(xì)胞。
量子點(diǎn)在活體內(nèi)成像可具體分為四類：量子點(diǎn)生物分布；活體內(nèi)血管成像；活體內(nèi)示蹤成像；活體腫瘤成像。與體外成像相比，可見光在生物體內(nèi)的穿透性很差，大多數(shù)成像所用光信號在穿透生物體時都會衰減。然而，近紅外光（650-900nm波長范圍）卻極少被生物體內(nèi)背景所吸收。因此，可以發(fā)出近紅外光的量子點(diǎn)非常適合用于活體內(nèi)成像。
量子點(diǎn)的生物分布和清除是量子點(diǎn)活體內(nèi)染色的研究重點(diǎn)之一。已有研究表明，QD材料粒徑的大小、表面修飾的不同、暴露時間及濃度的不同、細(xì)胞攝入量的多少以及外界環(huán)境的變化均會導(dǎo)致其毒性的改變。有研究表明，在量子點(diǎn)劑量為0.1mg/ml時，不同粒徑（熒光發(fā)射波長分別為520nm、570和640nm）的CdSe/ZnS量子點(diǎn)對細(xì)胞的影響不同，粒徑越小對細(xì)胞活性的影響越大，小粒徑的顆粒更容易引起細(xì)胞變化。帶正電荷（氨基）和帶負(fù)電荷（羧基）的量子點(diǎn)均有不同程度的引起細(xì)胞核形態(tài)的改變和細(xì)胞代謝活性的下降；研究表明，表面含-COOH的量子點(diǎn)表現(xiàn)出高毒性，而其他表面修飾如：-NH2、-OH、-OH/COOH和-NH2/OH則表現(xiàn)出低毒或無毒。量子點(diǎn)在體內(nèi)器官中主要分布在肝臟內(nèi)，6nm的量子點(diǎn)是腎臟清除的臨界尺寸之下。
（量子點(diǎn)引發(fā)細(xì)胞死亡的作用機(jī)理）
QD對活體血管的成像是量子點(diǎn)成像的zui成功的應(yīng)用，主要是心血管和淋巴系統(tǒng)。近紅外熒光量子點(diǎn)能很好區(qū)分開背景熒光，改善深度成像效果，其中755nm熒光量子點(diǎn)的標(biāo)記能清除顯示整個雞胚胎血管系統(tǒng)?；铙w內(nèi)細(xì)胞的標(biāo)記可以檢查原始細(xì)胞和其增殖細(xì)胞。
量子點(diǎn)對腫瘤的成像標(biāo)記、診斷及光動力治療。腫瘤具有很強(qiáng)的滲透性和保留性，可以在其內(nèi)部積聚納米粒子，通過熒光顯微鏡清晰地觀測到腫瘤區(qū)域的血管系統(tǒng)，可以有效的對腫瘤進(jìn)行檢測和診斷。
（腫瘤組織的ERP效應(yīng)）
腫瘤的光動力治療是指借助光敏劑進(jìn)入患者體內(nèi)后，被腫瘤等細(xì)胞選擇性吸收，并儲存于內(nèi)部，隨后在適當(dāng)波長局部照射，因光敏劑被激發(fā)，產(chǎn)生光敏化效應(yīng)而產(chǎn)生活性氧等物質(zhì)，可以致使生物大分子等光氧化失活，因而可以使細(xì)胞器損傷而破壞目標(biāo)組織以達(dá)到治療目的的方法。在光動力治療中，由于腫瘤細(xì)胞等在人體內(nèi)的深淺不一，使得傳統(tǒng)光敏劑的應(yīng)用受到一定的限制，而量子點(diǎn)由于其尺寸效應(yīng)，使其吸收光譜能夠被調(diào)節(jié)因而可匹配深淺不同的腫瘤的需要。量子點(diǎn)光敏劑與抗癌細(xì)胞特異性抗體結(jié)合后能特異識別并殺死癌細(xì)胞?？贵w結(jié)合的量子點(diǎn)與癌細(xì)胞結(jié)合后獲得紫外線或紅外線能量(由雙光子激發(fā))，并利用該過程生成的活性氧啟動細(xì)胞凋亡或程序性細(xì)胞死亡。
應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)的量子點(diǎn)都需具有良好的生物相容性和穩(wěn)定性，常用的有表面功能化的量子點(diǎn)（羧基化、氨基化、無機(jī)包覆和蛋白改性等）。
表面羧基化/氨基化水溶性量子點(diǎn)是使用聚合物（常見的是巰基聚乙二醇）對油溶性量子點(diǎn)的表面改性而得到，可以均勻的分散于水溶液中，表面羧基具有生物活性，通過偶聯(lián)生物分子（蛋白、抗體、核酸等）可以作為一種新型的熒光探針應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)檢測領(lǐng)域。
鏈霉親和素修飾的量子點(diǎn)可應(yīng)用于顯微成像、蛋白印跡、流式細(xì)胞技術(shù)及動態(tài)示蹤。是由鏈霉親和素與帶官能團(tuán)的活性量子點(diǎn)共價偶聯(lián)得到。SA與Biotin有高度的親和力與特異性，利用生物素-親和素系統(tǒng)，將量子點(diǎn)標(biāo)記的鏈霉親和素與生物素化的蛋白結(jié)合，就可把量子點(diǎn)標(biāo)記到細(xì)胞、核酸、蛋白質(zhì)上進(jìn)行示蹤檢測及功能研究，為量子點(diǎn)的應(yīng)用提供一種通用的標(biāo)記物。
BSA修飾的量子點(diǎn)生物相容性和熒光穩(wěn)定性良好，表面具有生物活性和兼容性，更易進(jìn)一步進(jìn)行表面修飾，可用于熒光標(biāo)記和藥物傳輸。以BSA為模板合成水溶CdSe量子點(diǎn)，使得材料既具有熒光性質(zhì)，又具備蛋白等分子功能。
西安凱新生物科技有限公司提供的熒光量子點(diǎn)包括有水溶性和脂溶的CdSe-ZnS、CdS-ZnS、InP-ZnS、ZnSe/ZnS的熒光量子點(diǎn)，表面可以修飾十八胺，油酸，氨基、羧基、PEG、alkyl
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