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型近紅外二區(qū)發(fā)光量子點(diǎn)生物標(biāo)記研究取得進(jìn)展
最近更新時(shí)間：2020-9-21
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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)域具有應(yīng)用前景。近紅外二區(qū)無機(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，但其中含有的重金屬元素（如Cd2+和Pb2+等）限制了其后續(xù)的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。開發(fā)具有良好生物相容性且高效發(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)。
近期，中國(guó)科學(xué)院功能納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與組裝/福建省納米材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳學(xué)元團(tuán)隊(duì)開發(fā)出CuInSe2（CISe）基新型高效近紅外二區(qū)發(fā)光量子點(diǎn)生物探針，并*將其應(yīng)用于循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTC）檢測(cè)和腫瘤靶向?qū)崟r(shí)成像。該研究通過設(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)定性得以顯著提升，且在808 nm激發(fā)下其近紅外二區(qū)發(fā)光量子產(chǎn)率高達(dá)21.8%，為目前已報(bào)道無毒近紅外二區(qū)量子點(diǎn)的值。
通過連接抗表皮細(xì)胞粘附分子（EpCAM）抗體，該研究利用CISe@ZnS探針實(shí)現(xiàn)對(duì)CTC（如人類乳腺癌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）；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)的腫瘤靶向?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。此外，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)。