量子点作为一种新型荧光纳米材料具有传统荧光染料不具备的优异特性，包括狭窄对称的荧光发射峰（半高宽<40nm），粒径可控的荧光发射峰位置，宽的荧光吸收光谱范围，发光范围覆盖紫外到近红外，高的量子效率，摩尔吸收消光系数，荧光稳定性高，抗光漂白等特性。尤其是其宽的荧光激发光谱范围，可以单一激发光源同时激发产生多色荧光。量子点在基础研究和应用研究领域都受到广泛关注，包括量子点发光器件、量子点激光、生物荧光标记等实际应用领域。量子点的这些特性可以提高生物分析和生物传感器的灵敏度和多元检测能力，另外基于量子点的荧光技术具有单分子检测的能力，这些都可应用于生物传感器和高通量检测。
根据量子点材料组分不同，量子点可以分为II-IV族，III-V族，IV-IV族和IV-VI族。通过选择不同材料，量子点的荧光发光范围可以覆盖从紫外到近红外区域，几乎可以满足所有生物标记分子的需求，宽的光谱覆盖范围也有利于量子点用于生物分子的多元标记。
生物环境中应用广泛的量子点，主要是采用有机相合成的疏水量子点表面包覆两亲性高分子壳层，常用的是在聚丙烯酸分子上嫁接长链烷烃，两亲性高分子表面的长链烷烃基团与量子点表面的疏水基团，在疏水键的作用下将高分子包覆在量子点表面，高分子中的梭基官能团分布在量子点表面，使得量子点变得亲水。两亲性高分子包覆的量子点主要依靠静电稳定，纳米粒子的静电荷会引起量子点对细胞的非特异性吸附，适当使用量子点对细胞进行特异性标记时，背景噪音信号强，影响量子点在细胞标记中的应用。量子点对细胞的非特异性吸附可以通过对高分子包覆的量子点表面聚乙二醇化而得到抑制，同时聚乙二醇化会进一步增加量子点的粒径。在量子点表面包覆磷脂或者二氧化硅壳层也能得到水溶性的量子点，同时也需要对其表面进行聚乙二醇化。
把量子点进行聚乙二醇化可以得到表面带羧基或者氨基的水溶性量子点，进而可以将生物分子与量子点表面的羚基或者氨基共价偶联。得到生物功能化的量子点。高分子可以与量子点间产生多价配位作用，可进一步提高量子点的稳定性，将聚乙二醇嵌合在高分子中，则得到聚乙二醇化的多价配位高分子，可以进一步提高量子点的稳定性，高分子中的聚乙二醇链段可以进一步增加量子点在水溶液中的胶体稳定性，同时还可以抑制量子点对细胞的非特异性吸附。同时聚乙二醇的两端官能团可以有多种选择，使用双官能团聚乙二醇分子将量子点表明的配体分子交联，得到功能化聚乙二醇修饰的量子点，用于偶联不同的生物分子。
（DHLA基于两性离子配位体用于量子点的相转移）
聚乙二醇(PEG)化量子点在生物领域的应用：
量子点与生物分子的偶联是将量子点应用在生物领域的基础，生物分子可以通过各种作用力，如静电吸附、共价偶联、配位键和生物特异性吸附等，与量子点偶联得到生物功能化的量子点。将量子点与生物分子偶联比较常见的两种方法是：①含组氨酸端基的蛋白可以与量子点表面的金属离子间产生配位作用，从而将蛋白偶联在量子点表面；②在碳二酰亚胺的活化作用下将生物分子共价偶联在羧基-聚乙二醇(COOH-PEG)化的量子点表面。
对于含巯基的蛋白分子或者DNA，可以将生物分子与氨基-聚乙二(NH2-PEG)修饰的量子点共价偶联，尤其对于抗体分子，由于巯基位于非表位位置，抗体偶联在量子点表面后对抗体的活性位点影响较小，因而得到的荧光抗体免疫活性更优于使用EDC偶联的方法。
免疫层析技术是一种建立在层析技术和抗原一抗体特异性免疫反应基础上的新兴免及检测技术。免疫层析试纸比较常见的标记物为胶体金颗粒，由于胶体金可以用肉眼观察到，因而使得胶体金免疫层析试纸得到广泛应用。但是使用胶体金作为免疫反应标记物，只能进行定性或者半定量的检测，其检测灵敏度也较低，对于一些低浓度的生物分子仍然无法买现检测。使用荧光标记物制备免疫层析试纸可以实现对待测物的定量分析，但是传统有机荧光分子的光稳定性差不利于免疫试剂的保存，同时测试时需要避光进行。量子点在免疫层析试纸方面的应用，包括对赭曲霉素、甲胎蛋白（AFP）、乙肝表面抗原（HBsAg）和绒毛膜促性腺激素（HCG）等具有较高特异性。
量子点编码微球——将量子点对聚苯乙烯微球用荧光染色的方法进行编码，调节两种荧光染料的比例可以获得100种不同颜色的微球，然后将每种颜色的微球或称为荧光编码微球共价交联上针对特定检测物的探针、抗原或抗体。微球芯片在原理上和酶联免疫分析（ELISA）类似，但由于采用了微球和编码技术，与传统在聚苯乙烯96孔板上进行的ELISA相比，微球芯片具有许多独特的优点：①操作简便，耗时短，由于微球具有更大的比表面积，微球表面的探针与液相的病原体面积大，因而反应更充分，耗时更短；②液相环境更有利于保持生物分子的天然构象，也更有利于探针和被检测物的反应；③将探针固定在微球上，只需要微量的样品即可进行检测；④灵敏度高，信噪比好，操作简便；⑤灵活性好，可适用于各种蛋白质分析。
如有侵权内容，请联系本公司工作人员删除文章。
