自998年Alivisatos和聶書明等提出將量子點(Quantum dots, QDs)作為熒光標(biāo)簽應(yīng)用到生物醫(yī)學(xué)研究中,量子點作為一種重要的生物標(biāo)記與成像納米光學(xué)探針,在分子檢測、細(xì)胞標(biāo)記和活體成像中發(fā)揮著越來越重要的作用。然而,由于可見熒光量子點對活體組織的穿透能力較差,而傳統(tǒng)的近紅外熒光量子點含有鉛、鎘或汞等高毒性重金屬元素,量子點熒光技術(shù)在生物活體研究中的應(yīng)用一直受到制約。開發(fā)一種無毒的、高量子產(chǎn)率并可用于生物活體成像的近紅外量子點成為人們關(guān)注的焦點。
中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所王強斌課題組在“單源前驅(qū)體制備Ag2S近紅外量子點”(J. Am. Chem. Soc. 200, 32, 669 470–47)基礎(chǔ)上,進一步優(yōu)化制備得到了量子產(chǎn)率更高、生物相容性更好、尺寸均勻可控的Ag2S近紅外量子點(見圖)。通過與美國斯坦福大學(xué)戴宏杰課題組合作,利用Ag2S量子點進行了細(xì)胞成像實驗。研究結(jié)果表明,通過在親水Ag2S表面修飾不同的特異性生物分子,可實現(xiàn)對不同細(xì)胞系進行特異性標(biāo)記。譬如,Ag2S/Erbitux對MDA-MB-468細(xì)胞具有高靶向性,而Ag2S/RGD對U87 MG細(xì)胞具有高靶向性(見圖2)。
研究人員進一步對Ag2S QDs進行了系統(tǒng)的細(xì)胞生物安全性評價,包括細(xì)胞增殖、細(xì)胞壞死和凋亡、活性氧和DNA損傷實驗等。結(jié)果表明,Ag2S近紅外量子點幾乎沒有細(xì)胞毒性(見圖3)。這些實驗結(jié)果表明,Ag2S近紅外量子點具有無毒、高生物相容性、高量子產(chǎn)率等優(yōu)點。
該工作已經(jīng)發(fā)表在ACS Nano,并且已經(jīng)申請一項中國發(fā)明(申請?zhí)枺?0042093.8)和一項發(fā)明(申請?zhí)枺篜CT/CN202/00067)。對Ag2S近紅外量子點的生物活體成像和體內(nèi)代謝、分布和毒理研究正在進行之中。
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