日前，在科技部“863計劃”和國家自然科學(xué)基金的資助下，中國科學(xué)院化學(xué)所膠體、界面與化學(xué)熱力學(xué)實(shí)驗室高明遠(yuǎn)研究員領(lǐng)導(dǎo)的課題組，在制備高熒光量子產(chǎn)率的水溶性熒光量子點(diǎn)及復(fù)合有量子點(diǎn)的熒光微球方面開展了系統(tǒng)的研究工作，獲得了新進(jìn)展。熒光半導(dǎo)體納米微粒(量子點(diǎn))作為生物標(biāo)記材料在生物分析、檢測及疾病的診斷中具有廣闊的應(yīng)用前景。

    高明遠(yuǎn)課題組利用巰基乙酸的光分解反應(yīng)，在水溶液中成功地制備得到了具有CdTe@CdS核殼結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn)，該材料的熒光量子產(chǎn)率在室溫下達(dá)到85%(Chem. Mater., 2004, 16, 3853)，通過與德國馬普學(xué)會膠體界面所合作，開展了量子點(diǎn)熒光編碼微球的制備及微球性質(zhì)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(zhì)，通過溫度誘導(dǎo)相變，成功地將量子點(diǎn)包埋在聚合物微球內(nèi)部形成熒光編碼微球，并對微球內(nèi)部量子點(diǎn)間的能量遷移現(xiàn)象進(jìn)行了研究，所取得的結(jié)果將對量子點(diǎn)熒光編碼微球的制備提供重要的指導(dǎo)(Chem. Mater., 2005, 17, 2648; Adv. Mater., 2005, 17, 267)。


圖為復(fù)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(fù)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(diǎn)。

    量子點(diǎn)在生物分析和檢測中的直接應(yīng)用不僅要求量子點(diǎn)具有高的熒光量子產(chǎn)率，同時還要求量子點(diǎn)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(jié)構(gòu)的CdTe@SiO2熒光微球，SiO2殼層結(jié)構(gòu)的構(gòu)建一方面大大地提高了CdTe量子點(diǎn)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(jié)構(gòu)的形成有利于有效降低因量子點(diǎn)光分解所導(dǎo)致的細(xì)胞毒性問題，為量子點(diǎn)在生物分析檢測及疾病的診斷中的應(yīng)用提供了更廣闊的前景。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在近期《先進(jìn)材料》(Adv. Mater., 2005, 17, 2354-2357)上。