日前，在科技部“863計劃”和國家自然科學基金的資助下，中國科學院化學所膠體、界面與化學熱力學實驗室高明遠研究員領導的課題組，在制備高熒光量子產率的水溶性熒光量子點及復合有量子點的熒光微球方面開展了系統(tǒng)的研究工作，獲得了新進展。熒光半導體納米微粒(量子點)作為生物標記材料在生物分析、檢測及疾病的診斷中具有廣闊的應用前景。

    高明遠課題組利用巰基乙酸的光分解反應，在水溶液中成功地制備得到了具有CdTe@CdS核殼結構的量子點，該材料的熒光量子產率在室溫下達到85%(Chem. Mater., 2004, 16, 3853)，通過與德國馬普學會膠體界面所合作，開展了量子點熒光編碼微球的制備及微球性質的研究。首先采用聚氮異丙基丙烯酰胺為微球基體，利用其熱敏性質，通過溫度誘導相變，成功地將量子點包埋在聚合物微球內部形成熒光編碼微球，并對微球內部量子點間的能量遷移現象進行了研究，所取得的結果將對量子點熒光編碼微球的制備提供重要的指導(Chem. Mater., 2005, 17, 2648; Adv. Mater., 2005, 17, 267)。


圖為復合微粒水溶液的熒光照片；中圖為該溶液的室光照片；右圖為復合熒光微粒的透射電鏡照片，在每個微球的中心部位都含有一個CdTe量子點。

    量子點在生物分析和檢測中的直接應用不僅要求量子點具有高的熒光量子產率，同時還要求量子點本身具有很好水溶性(或水分散性)、生物相容性、高的熒光穩(wěn)定性及表面可修飾性。最近，他們利用反相微乳液的方法成功地制備了單分散的，同時具有核殼結構的CdTe@SiO2熒光微球，SiO2殼層結構的構建一方面大大地提高了CdTe量子點的熒光穩(wěn)定性，另一方面為熒光微粒表面的功能化提供了極大的方便。更為重要的是該結構的形成有利于有效降低因量子點光分解所導致的細胞毒性問題，為量子點在生物分析檢測及疾病的診斷中的應用提供了更廣闊的前景。相關研究結果發(fā)表在近期《先進材料》(Adv. Mater., 2005, 17, 2354-2357)上。