基于谷胱甘肽配体的ZnSe量子点对pH响应的时间分辨荧光光谱特性

周子皓， 杨 帆， 李 栋， 王建平， 徐建华*

1. 华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室， 上海 200241 2. 中国科学院化学研究所分子反应动力学实验室， 北京 100190 3. 北京分子科学国家研究中心， 北京 100190

引 言

大量研究表明， 生物体系所处环境的pH值， 对生物体许多生命活动具有十分重要的影响。 例如， 细胞内酶活性的调节[1]、 细胞的生长与分化， 以及细胞凋亡等[2]， 生物体中某些疾病的发生也与生物系统内pH值的异常变化有关[3]。 所以， 监测生物体内pH值的变化， 对了解生物体所处状态具有重要意义。 目前， 较为常用的几种测定生物体系pH值的方法有核磁共振影像法、 微电极法、 荧光光谱法等等[4]。 其中， 由于荧光光谱技术具有操作简单、 重复性好等优点， 常被用做实验中pH值的检测[4]。

半导体量子点是众多纳米材料的一种， 其三维空间尺寸均在纳米量级， 因此具有许多独特的物理化学性质。 比如， 量子点具有较大的比表面积， 其内部包含原子较少， 几乎所有原子都处于表面状态[5]， 量子点的表面剩余价键增多[6]， 出现较多的活性中心， 导致其具有较强的表面与界面效应， 使得量子点表面对周边环境具有较大的灵敏性[7]。

研究发现， 量子点由于表面结构对pH值具有较强的灵敏性[8]， 因而人们常利用其对pH值的响应来研究生物体系pH值的变化[9]。 目前， 量子点对pH值的响应在生物领域已有较多实例。 Deng等[10]通过制备pH敏感的CdTe量子点作为pH值荧光探针来实现对病毒的检测； Li等[11]通过合成对巯基苯胺包覆的CdSe/ZnS量子点， 被用来作为检测水相中pH值的荧光探针；……