荧光量子点的水相合成及其在化学和生物分析中的应用

Ｖ０１．３ｌ

２０ｌＯ年ｌＯ月高等学校化学学报ＣＨＥＭＩＣＡＬＪＯＵＲＮＡＬ０ＦＣＨＩＮＥＳＥＮｏ．１０ｌ９｜Ｄ５～１９１５ＵＮＩＶＥＲＳｍＥＳ

［综合评述］

荧光量子点的水相合成及其在化学和

生物分析中的应用

李众，祝欣，董朝青，黄香宜，陈虹锦，任吉存

（上海交通大学化学化工学院，上海２００２４０）

摘要荧光量子点（又称为半导体纳米晶体）是一种新兴的无机发光材料，由于其具有独特的结构和光电性

能，在发光二极管、太阳能电池及生命科学等领域应用广泛．目前，有机相合成法和水相合成法已被成功地

用于荧光量子点的合成．与有机相合成法相比，水相合成量子点方法简单、绿色且廉价，合成的量子点水溶

性好，在生物医学等领域具有很好的应用前景．本文主要介绍荧光量子点的水相合成方法及其在化学和生

物分析中的应用，并对其发展趋势进行了展望．

关键词量子点；水溶性；合成方法；荧光；生物应用

中图分类号０６５７文献标识码Ａ文章编号０２５ｌ旬７９０（２０１０）１０－１９０５一ｌｌ

荧光量子点（又称为半导体纳米晶体）是由Ⅱ一Ⅵ族及Ⅲ－Ｖ族元素组成的纳米颗粒，由于其具有优异的光学性能，已引起了科学界的广泛兴趣¨“Ｊ．量子点的尺寸大约为ｌ～１０ｎｍ，其尺寸和形貌可以通过反应时间、温度和配体的选择等来精确控制．当量子点的尺寸小于它的波尔半径时，其连续能级开始分离，分离能级的大小最终由其粒径的尺寸决定．随着量子点尺寸的变小，其能隙相应增加，将导致其发射峰位置蓝移．基于这种量子限域效应，故称它为“量子点”．

与传统的有机荧光染料相比，量子点具有尺寸可调、发射光谱窄而对称以及斯托克位移较大等特点”】．这些光学特性使之能够通过选择合适的激发波长来减少激发光与荧光信号之间的串扰，实现单一波长光源激发下目标分子的量子点多色标记和同时检测．同时，量子点具有较高的摩尔消光系数和荧光量子产率以及极好的耐光漂白性能，因此在细胞内生物分子单颗粒跟踪等方面具有明显优势．此外，量子点具有长的荧光寿命，在光电子【６川以及活细胞的生物医学成像旧卅纠等领域中具有广泛的应

‘

用前景．

目前，人们已成功制备出各种高发光性能的量子点，主要包括可见光区的量子点（如ＣｄＴｅ¨‘。，Ｃｄｓｅ［１５，１６１，ＣｄＳ㈣及ＩＩＩＰ【１８埘３等）以及近红外区的量子点（如ＣｄＨｇＴｅ㈨２２１，ＰｂＳ［２３３及ＰｂＳｅ【２４，２５１等）．常用的量子点合成方法有水相合成法和有机相合成法．有机相合成法以ＣｄＳｅ量子点合成为代表，一般采用ｃｄＯ，ｃｄ（ＯＡｃ）：或ｃｄｃＯ，为镉源，首先在血气保护及２５０～３６０℃下将ｃｄＯ或镉盐溶解在三正辛基氧膦（ＴｏＰｏ）等溶剂中，再注入三辛基膦一硒溶液（ＴＯＰ．Ｓｅ），即可在较低温度（２００—３２０℃）下合成ｃｄｓｅ量子点．但该法所用的ｒＩＩｏＰ０及ＴｏＰ等试剂价格昂贵；同时为了防止ｓｅ源被氧化，有些操作必须在真空手套箱中进行．另外，有机相合成的量子点不溶于水，必须对量子点的表面进行亲水转相处理方能用于生物体系．研究发现，量子点的转相会导致其荧光量子产率和稳定性显著下降．此外，目前商品化量子点的尺寸一般在１５～３０姗之间，它与生物分子连接后会直接影响生物分子的扩散进而影响其生物活性Ⅲ．２川．与有机相合成法相比，水相合成法的原料来源方便，实验条件温和，具有简单、绿色且廉价等特点．水相合成的量子点尺寸一般小于５砌，其表面键合的配体含有羧基和氨基等官能团，因此具有非常好的水溶性，可以采用静电吸附或共价偶联等方法直接与生物分子连接．本文重点介绍几种常见的量子点水相合成方法以及水相制备的量子点在化学和生物分析中的重要应用．

收稿日期：２０ｌＯ小舶．

基金项目：国家自然科学基金（批准号：２０７０５０１９）和上海市晨光计划项目（批准号：２咖ｃＧｌ２）资助．联系人简介：任吉存，男，教授。博士生导师，主要从事单分子探测研究．Ｅ?嘲ｉｌ：ｊｉｃ咖瑚＠ｓｊｔｌＩ．ｅｄｕ．ｍ

万方数据

１９０６高等学校化学学报Ｖ０１．３ｌ

量子点的水相合成方法

量子点的合成有气相沉积法、溶胶法、电化学沉积法、微乳液法、溶胶凝胶法和模板组装法等多种方法．早期研究中，人们主要利用气相沉积法或在水溶液中的共沉淀法来制备量子点汹】．通过这些方法制备的产物的量子产率较低，且粒径分布宽（ＲＳＤ＞１５％）．Ｍｕ嘲ｙ等四１于１９９３年首次提出有机金属法合成量子点，显著地提高了量子点的光学性能、稳定性和单分散性．１９９６年，ｗｅＵｅｒ等Ⅲ１以巯基化合物为配体，采用水相合成法制备出高发光性能的ｃｄＴｅ量子点．目前溶胶法已成为制备荧光量子点的最常用方法．溶胶法可分为有机相合成法和水相合成法，其中水相合成法主要包括传统水相合成法、水热法、微波辅助水热合成法、光辅助合成法、超声辅助合成法及生物仿生合成法等．

１．１传统水相合成法

传统水相合成法是制备水溶性量子点的经典方法．ｗｅｌｌｅｒ等∞川于１９９４年采用传统的水相合成法，以巯基化合物为配体合成出ＣｄＳ量子点．即在心

气保护下，将Ｈ：ｓ气体注入到Ｃｄ（ｃｌＯ。）：和１．硫代

甘油的混合溶液中，通过调节Ｈ：Ｓ的浓度和反应温

度来控制ｃｄｓ纳米粒子的大小．Ｒｏｇａｃｈ等Ⅲ’３２’３３］

以巯基乙酸（ＴＧＡ）为配体，以Ｈ２Ｔｅ和镉盐为反应

前体，显著地改善了ＣｄＴｅ量子点的发光性能．图１

为ＣｄＴｅ量子点合成的实验装置示意图口引．其中图

１（Ａ）是用于ＣｄＴｅ前体制备的装置，图１（Ｂ）是用

于ｃｄＴｅ量子点合成的装置．Ｒｏｇａｃｈ等还通过水相

合成法成功制备出ｃｄｓｅⅢＪ，ＨｇＴｅ”纠量子点及

ＣｄＨｇＴｅ合金量子点旧１，３６Ｊ．然而，与有机相合成法Ｆｉｇ．１ｓｅ呻ｆｏｒ加ｕｅａ吣町ｍｍｅｓｉｓｏｆｑ咖ｔ．１Ｉｎｄ施㈣

在较高温度下合成的量子点相比，此方法制备的量子点无论其结晶度还是粒径分布均有差距．另外，水相合成某些量子点的量子产率较低，如ｃｄＳｅ的量子产率甚至低于Ｏ．１％ｍＪ．

由于ＣｄＴｅ量子点的荧光发射波长恰好覆盖了可见光和近红外的光谱范围，因此目前对ＣｄＴｅ量子点的研究最为活跃．研究表明，水相合成中反应前体的酸度、配体与金属离子（如ｃｄ２＋）的摩尔比以及配体的种类等因素均对合成的量子点的荧光性能有重要影响【３７］．Ｇａｏ等”引发现，当ＣｄＴｅ前体溶液的ｐＨ值为１１．４时，合成的量子点荧光很弱；而当用纯巯基丙酸将ＣｄＴｅ前体溶液的ｐＨ值调为４．０—４．５时，ＣｄＴｅ量子点的荧光量子产率可提高到１８％，并发现在低ｐＨ值条件下，量子点表面包覆上一层巯基化合物，该类物质类似于有机相法合成的ｃｄＳｅ／ｚｎＳ和ｃｄｓｅ／ｃｄｓ量子点的核壳结构中宽带隙的壳（如ＣｄＳ和ｚｎＳ），从而有效地消除了表面缺陷引起的激子非辐射复合．本课题组［３刚研究发现，弱碱性（ｐＨ８～９）条件下合成的ＣｄＴｅ量子点的发光性能得到显著提高，其量子产率可达到４０％一６７％．同时，ＣｄＴｅ量子点有较好的稳定性，在室温下保存５０ｄ后其吸收和荧光光谱几乎未发生变化．推测荧光量子产率的提高和稳定性增强的可能原因在于：在弱碱性条件下，量子点表面形成了巯基丙酸．镉复合物，有效地消除量子点的表面缺陷．

同时，配体与金属离子的摩尔比对ｃｄＴｅ量子点的荧光性能也具有显著的影响．Ｇｕｏ等㈤３系统地考察了巯基乙酸与镉离子的摩尔比对量子点量子产率的影响．结果发现，当巯基乙酸与镉离子的摩尔比为１．２时，所制备的ｃｄＴｅ量子点的荧光量子产率可达到５０％以上，并指出，在较低的摩尔比下，高反应活性的单体在成核阶段形成了大量纳米颗粒，为后续生长阶段中量子点表面的重整与优化创造了有利条件，进而改善了ｃｄＴ占量子点的发光性能．

巯基化合物是水相合成ｃｄＴｅ量子点的理想配体，特别是巯基羧酸化合物，如巯基乙酸及巯基丙酸（ＭＰＡ）被广泛用于ｃｄＴｅ量子点的合成．目前，除了巯基羧酸外，其它巯基化合物，如巯基胺类化合物及巯基醇类化合物等均已被用于ＣｄＴｅ量子点的合成［３３．４１｜．此外，一些新型巯基化合物的合成和使

用使量子点具有更多独特的物理化学性质．如Ｑｉｎ等［４２１将具有温敏性的巯基化合物２一（Ｄｉｅｔｈｙｌ锄ｉｎｏ）．万方数据

Ｎ０．１０李众等：荧光量子点的水相合成及其在化学和生物分析中的应用１９０７ｅｔｈ锄ｅｔｈｉｏｌ（ＤＥＡＥＴ）用于ｃｄＴｅ量子点合成，该量子点可随温度变化在水／苯两相中自由相互转相．

为了减少量子点的生物毒性，近年来人们开始将某些具有生物相容性的：’含巯基基团的氨基酸、二肽和多肽等用于ｃｄＴｅ量子点合成［如半胱氨酸（ｃｙｓｔｉｎｅ）及谷胱甘肽（ＧＳＨ）等］．半胱氨酸合成的量子点荧光量子产率一般不太高，但却是合成ｃｄＴｅ纳米棒及纳米线的优良配体【４３一］．Ｙａｎｇ等ｍ１用半胱氨酸盐（Ｃｙｓ）作为配体合成了双壳型结构的Ｃｄｓｅ／ｃｄｓ／ｚｎｓ量子点．Ｂａｕｍｅｌ等［锸］采用谷胱甘肽（ＧｓＨ）为配体制备Ｃｄｓｅ量子点，其量子产率可达２５％．本课题组Ｈ¨采用ＧＳＨ为配体合成的ｃｄＴｅ量子点具有很好的光学性能，其发射波长可覆盖４８０—６５０ｎｍ波长范围，量子点荧光量子产率最高可达６０％，最小半峰宽仅为３３ｎｍ（如图２）．但由于温度接近１００℃时ＧｓＨ易发生分解，因此很难合成出发射波长更长的ＣｄＴｅ量子点．

ｎｇ．２Ａ呐ｏｒｐ廿叩印ｅｃｔ聃（Ａ）舳ｄ

ＧＳＨ嬲ａｓ纽蝴ｉｚ盯［盯】ｍ岫ｒｅｓ咖∞Ｓｐ咖（Ｂ）０ｆＣｄＴｅｑｎ柚ｔＩｌｍｄｏｔｓｓｙｎｍ枷ｗｉｍ

鸭ｅｐｈｏ“ｕｍｉｎｅｓｃ∞ｃｅ伽ｊ８ｓｉｏｎｐｅａｋＢｗｅｍ砒５２０（口），５３５（６），５５５（ｃ），５６５（ｄ），５８５（ｅ），６０８∽ｍｌｄ６２３珊（ｇ）．

多种巯基化合物的混合物也可作为配体用于量子点合成，这不仅考虑到量子点的荧光量子产率，也兼顾了量子点的生物相容性．例如，Ｍａ等Ⅲ１采用硫代磷酸寡核苷酸链和谷胱甘肽（ＧｓＨ）作为混合配体一步法合成了ＤＮＡ修饰的ｃｄＴｅ量子点．ｕｕ等旧。采用谷胱甘肽（ＧＳＨ）、硫普罗宁（１１Ｐ）和巯基乙酸（７ｒＧＡ）为配体水相合成的ＣｄＴｅ量子点具有很好的荧光性能．Ｔｉ锄等旧１以谷胱甘肽和巯基乙酸混合物为配体在水相中合成了高发光性能的ｃｄＴｅ量子点．尤其是采用摩尔比为ｌ：ｌ的谷胱甘肽和巯基乙酸为配体时制备的ｃｄＴｅ量子点的最高量子产率可达６３％．

除ＣｄＴｅ量子点外，传统的水相合成法也可用于其它量子点如ＣｄＳｅ［列，５２】，ｚｎＳｅ［酆，５４１和Ｐｂｓ［５５１等量子点的合成．在ｃｄｓｅ量子点合成中，一般以ＮａＨｓｅ（可采用硼氢化钠还原硒粉而获得）为Ｓｅ源．水相法制备ｃｄｓｅ量子点的量子产率不高，但可通过形成ｃｄｓｅ／ｃｄｓ的合金结构从而显著提高其荧光量子产率惮Ｊ．通常水相合成法不能像有机相合成法那样合成出具有不同发射波长及较高量子产率的ｃｄｓｅ量子点．蹦鹊ａｄ等∞¨以水合肼为硒粉的还原剂，制备出ｃｄＳｅ量子点，其发射波长位于４００—６００咖波长范围内，最高量子产率可达到４０％．Ｍｕ瑚ｅ等［５引在水溶液中合成ｚｎｓｅ量子点，但合成时间很长（大约ｌ一２ｄ），产物的量子产率小于１０％．为了提高荧光量子产率，可在量子点表面包覆一层能隙较大的纳米材料［如通过光照形成ｚｎｓｅ（Ｓ）核壳结构］以有效地钝化表面缺陷惮Ｊ．我们哺３，驯研究发现，通过调高前体的ｐＨ值等手段，可以在ｚｎＳｅ表面形成ｚｎＳｅ（ｓ）壳结构，从而显著提高量子点的荧光量子产率．有关ＰｂＳ量子点的水相合成报道较少，Ｄｅｎｇ等∞纠采用二氢硫辛酸（ＤＨＬＡ）为配体合成了荧光发射波长位于近红外光区的ＰｂＳ量子点．传统的水相合成法还可被用于掺杂量子点和Ⅱ型量子点的合成（如Ｍｎ掺杂ＺｎＳ量子点及ＣｄＴｅ／ＣｄＳｅⅡ型量子点）∞卜圳；同时还可以通过控制反应中不同阳离子（如ｚｎ和Ｃｄ阳离子）和阴离子（如ｓｅ和Ｔｅ阴离子）的相对含量合成出ｚｎ，ＣｄｈｓｅＭ脚１和ｚｎｓｅｈＴｅ。等嘲］合金量子点．

传统的水相合成法具有重现性好、操作简单、合成成本低及易于大规模制备等优点，但合成速度相对较慢．钟新华课题组∞刊系统研究了Ｔｅ与ｃｄ摩尔比、配体与Ｃｄ摩尔比、ｐＨ值以及前体的浓度等因素对量子点的生长速度和荧光性能的影响，并发现高ｐＨ值和低１Ｉｅ／Ｃｄ摩尔比的条件能够显著加快万方数据

１９０８高等学校化学学报

ＣｄＴｅ量子点的生长速度．该方法与传统的水相合成法相比生长速度提高了近１００倍，在优化的反应条件下可在９０

１．２水热法ｍｉｎ内制备５２０一８００砌的ＣｄＴｅ量子点，其量子产率最高可达５０％．

水热法又称热液法，即在密封的压力容器中，以水为溶剂，在高温高压下进行的化学反应，是目前合成纳米材料的最常用的几种方法之一．采用水热法制备的纳米粒子具有纯度高、分散性和晶形好等特点，其合成成本低，环境污染少，易于产业化．

杨柏课题组旧１首次提出水热法合成量子点的新方法．他们采用水热法在较温和条件下合成了高发光性能的ｃｄＴｅ量子点．即先将含有ｃｄｃｌ：?ＭＰＡ的水溶液的ｐＨ值调到１１．２，再用高纯氮气将溶液中的溶解氧去除，然后向上述溶液中加入新制备的ＮａＨＴｅ溶液得到ＣｄＴｅ前体．在反应釜中将ｃｄＴｅ前体加热到一定的温度，反应后即可得到尺度较为均一的ｃｄＴｅ量子点．他们还对配体、反应物用量、反应温度以及介质的ｐＨ值等条件进行了优化，所合成的量子点荧光量子产率最高可达到３８％，同时将合成时间缩短为几个小时．量子点的荧光量子产率提高的原因可能在于水热条件下部分ＭＰＡ分解产生硫离子（Ｓ２一），在量子点生长过程中硫离子掺人ＣｄＴｅ中形成合金量子点，从而有效地减少了量子点的表面缺陷．

Ｍａｏ等旧１采用水热法（１８０℃），以ＭＰＡ为配体一步合成了荧光发射波长在近红外区域的量子产率最高可达６８％的ｃｄＴｅｓ合金量子点．ｚｈａｏ等１７叫以肚乙酰一￡－半胱氨酸（』ｖ—Ａｃｅｔｙｌ－￡－ｃｙｓｔｅｉｎｅ，ＮＡＣ）为配体合成了近红外ＣｄＴｅ／ｃｄｓ量子点，量子产率可达到４５％一６２％．并指出在高温下ＮＡｃ配体易分解产生硫离子从而有利于在ＣｄＴｅ内核的表面生成ｃｄＳ钝化壳层，从而减少量子点的表面缺陷．Ｙａｎｇ等【７刈以巯基乙胺（ｃｙｓｔｅ舢ｉｎｅ）为配体，采用较高的前体浓度（大于１０ｍｍ彬Ｌ）合成了量子产率达２０％的ｃｄＴｅ量子点，并指出在较高的浓度和温度下量子点的生长速度加快，消除了０ｓｔｗａｌｄ陈化过程的影响；同时较高的浓度和温度有利于巯基乙胺与ＣｄＴｅ形成更为稳定的复合物从而钝化量子点的表面．Ａｌｄｅｅｋ等ｒ您１以巯基丙酸（ＭＰＡ）、巯基己酸（ＭＨＡ）和巯基十一酸（ＭｕＡ）为不同的配体合成了ｃｄＴｅ量子点，结果发现，以巯基丙酸（ＭＰＡ）为配体合成的ｃｄＴｅ量子点的量子产率最高（可达５１％），并将原因解释为ＭＰＡ相对ＭＨＡ和ＭＵＡ在高温下更易分解释放出硫离子从而形成ＣｄＴｅ／ＣｄＳ合金量子点．

目前，水热法还被用于ＣｄＳｅ量子点［７纠及ｃｄＳ量子点［Ｍ１的合成，其产物都具有较好的荧光性能．但水热法也存在设备要求较高（耐高温高压）、技术难度大（温压控制严格）及安全性较差等问题，这在一定程度上限制了水热法制备量子点的推广．

１．３微波辅助水热法

微波是频率在３００ＭＨｚ至３００ＧＨｚ（波长范围１ｍｍ一１００ｃｍ）的电磁波，能激发分子的转动能级跃迁，具有穿透性和选择性．微波辅助加热有致热和非致热两种效应，前者使反应物分子运动加剧，温度升高，后者则基于微波场对离子和极性分子的洛仑兹力作用．由于微波是在分子水平上进行加热的，因此加快了反应速度．研究发现，采用微波辅

助加热使许多反应的速度提高到常规反应速度的数

十倍．微波辅助加热主要有以下４个特点：（１）加

热均匀，温度梯度小；（２）对物质选择性加热；

（３）无滞后效应；（４）能量利用效率高，物质升温

迅速．基于微波辅助加热的上述优点，近年来已被

广泛应用于有机和无机材料的合成．

本课题组０７５１于２００５年首次提出了微波辅助加

热水相合成量子点新方法，其方法原理如图３所

示．我们采用巯基丙酸（ＭＰＡ）为配体，在ｐＨ＝８—

９的条件下通过微波辐射使得Ｃｄ２＋和ＮａＨＴｅ在水

溶液中反应合成ＣｄＴｅ量子点．ＣｄＴｅ量子点具有很

高的量子产率（４０％～６０％），半峰宽很窄，可以和

万方数据

李众等：荧光量子点的水相合成及其在化学和生物分析中的应用１９０９

有机相合成的ｃｄＴｅ量子点相媲美，而且合成时间缩短至几分钟到几十分钟．采用微波辅助水热法合成的量子点的发光范围覆盖了绿色到近红外区域，大粒径ＣｄＴｅ量子点（６０５—７５０ｎｍ）依然保持高达３０％的量子产率．这可能是因为在较高的温度和微波辐射下，一定量的ｓ２一从ＭＰＡ中分解出来，沉积于ＣｄＴｅ表面形成了ＣｄＴｅ（Ｓ）合金层．Ｈｅ等ｐ纠采用类似的方法，以巯基乙酸（７陀Ａ）为配体，通过优化条件合成的ＣｄＴｅ量子点的量子产率最高可达８２％，半峰宽仅２７ｎｍ．目前，量子点微波辅助水热法已成为水相合成量子点的重要手段之一．这种方法也可以用于ＣｄＳｅ归叫及ｚｎＳｅｐ副等量子点以及核壳型ｃｄ，Ｉ＇ｅ／ｃｄｓ【７川，Ｃｄｌ＇ｅ／ｃｄｓ／ｚｎＳ【７副及ＣｄＳｅ／ｚｎＳ量子点的合成¨引．

１．４其它水相合成方法

１．４．１光辅助合成法光辅助合成法一般用于合金量子点或核壳型量子点的合成．它的基本原理是合成过程中光照产生的自由电子和自由基将巯基化合物光解形成硫离子，而硫离子与溶液中的金属离子结合可以形成硫化物包覆在量子点表面，能有效地减少量子点的表面缺陷，从而提高量子点的发光性能．Ｌａｎ等㈣１采用高氯酸锌和碲氢化钠为反应物，巯基丙酸为配体，水相合成了ｚｎｓｅ量子点，其量子产率仅为８．１％，且含有很强的缺陷峰．而将合成的ｚｎＳｅ量子点在１００ｗＨｇ－ｘｅ紫外灯下照射Ｏ．５ｈ后，得到的ｚｎｓｅ（Ｓ）合金量子点的量子产率可达１９％．如果在照射过程中加入其它巯基化合物可以获得半峰宽小于２５ｎｍ、量子产率高达４４％的ｚｎＳｅ（Ｓ）合金量子点．

１．４．２超声辅助合成法超声化学利用超声能量加速并控制化学反应以提高产率和引发新的化学反应．李亚栋课题组【８¨采用超声辅助合成法在水相中合成了Ｃｄｓｅ纳米晶体．韩鹤友课题组ｍｏ以巯基乙酸为配体，以ｃｄｃｌ：和Ｎａ２ｓｅＳＯ；为原料，通过超声水浴加热的方法制备了小粒径的水溶性ｃｄｓｅ量子点．ｗａｎｇ等Ｈ列以１一硫代甘油包覆的ｃｄＴｅ为内核合成了ＣｄＴｅ／ｃｄＳ核壳型量子点，量子产率可达２０％．一般而言，超声合成法获得的量子点量子产率不高．

１．４．３生物仿生合成法某些生物体如细菌、真菌和藻类等能够在室温环境下，在细胞的某些特定区域合成出不同种类和形貌的纳米材料．生物仿生合成法非常符合“绿色化学”的发展潮流．庞代文课题组Ⅲｏ利用活酵母细胞为反应器，以Ｎａ２ＳｅＯ，和ＣｄＣｌ：为原料成功地合成出ＣｄＳｅ量子点，其整个反应过程在３０℃下进行，与有机相合成法相比，避免使用易燃、易爆和有毒的有机试剂．值得一提的是，Ｃｄｓｅ量子点是在活的酵母细胞内得到的，这说明利用该方法制备的量子点对细胞的毒性相对较小，具有较好的生物相容性．通过简单的控制硒化的酵母细胞的孵化时间及ＣｄＣｌ：的加入量即可控合成一系列不同粒径ｃｄｓｅ量子点．所制备的ＣｄＳｅ量子点在单分散性、粒径的分布及荧光性质等方面均优于其它生物合成法得到的材料．

２水相合成量子点的应用

水相合成的量子点具有荧光量子产率高、水溶性好及表面易于功能化等特点，在生物医学领域有着广阔的应用前景．目前，水相合成量子点已被成功用于免疫分析、生物医学成像以及化学和生物传感器等方面．

２．１免疫分析

免疫分析是目前最常用的生物分析技术，它在临床诊断、食品和公共安全检测中发挥了十分重要的作用．目前常用的荧光染料分子激发光谱窄、发射光谱宽、耐光漂白性差，很难用于多组分同时检测ｍ］．量子点的激发波长范围宽，单一波长光源就可以激发不同大小的量子点，是实现多个组分同时检测的理想标记探针．

本课题组ｍ１以鲁米诺为能量供体，ＣｄＴｅ量子点生物标记物为能量受体，建立了化学发光共振能量转移新方法（ｃＲＥＴ）．以牛血清白蛋白和牛血清白蛋白抗体为模型，将不同尺寸的荧光量子点与牛血清白蛋白连接，将辣根过氧化物酶与牛血清白蛋白抗体连接，利用抗原一抗体免疫反应实现化学发光共振能量转移，这种新方法可用于均相免疫分析．樊春海课题组悼¨将水相合成的ｃｄ’ｒ∥Ｃｄｓ量子点和二抗（羊抗鼠ＩｇＧ）相连接，结合微流控蛋白质芯片技术，发展了肿瘤标志物的超高灵敏、直接、多组分同时检测新方法，其检测灵敏度可达２５０ｆｍｏＬ／Ｌ，比有机染料高４个数量级；由于该法选择性高，可用万方数据