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1、理学10纳米诊断试剂第10章 纳米诊断试剂生物学及生物医学的飞速发展对传统的检测及诊断方法提出了新的挑战，要求建立活体(in vivo)、原位(in situ)、实时(real time)、动态(dynamic)的检测及诊断新方法。传统的光、电生物化学传感器已不能适应这些新的要求，使用这些传感器经常会导致生物学损伤及相关的生化恶果。因此，发展新型、无创、实时、动态检测及诊断探针已经成为人们的一个研究热点。近年来，随着纳米技术的迅速发展，以纳米粒子为基础的新型生物传感技术不断涌现，这些新型生物传感器，不仅可以解决一些生命活动中的重大问题，还将在疾病的早期诊断及治疗中发挥巨大的作用。国家863计划

2、将生物和现代农业技术领域中的纳米生物技术研究集中在医用纳米生物传感器和成像技术、纳米药物制剂或载体、纳米生物农药等三个方面1。目前已开发出基于荧光纳米颗粒的白血病、红斑狼疮和某些癌症的早期诊断方法，用这样的生物纳米试剂诊断白血病比现有试剂的灵敏度高数千倍2。用于疾病早期诊断的纳米试剂很多，如半导体量子点、纳米金及磁性纳米粒子纳米诊断试剂等。本章前三节将重点介绍这三类纳米粒子及其诊断试剂的最新研究进展，第四节将简要介绍其它纳米诊断试剂的进展情况，最后一节介绍芯片技术在疾病诊断中的应用。10.1 量子点及其在医学诊断中的应用10.1.1 引言量子点是三维受限的、近似球状的无机半导体纳米晶体，尺寸通

3、常在2-8nm之间，由200-10000个原子组成3。与传统的有机荧光染料相比，荧光量子点具有极其优良的光谱特性：(1)发射波长可通过控制它的粒径大小和组成来“调谐”，大小均匀的量子点谱峰为对称高斯分布，谱峰的半峰宽在30nm左右，且斯托克斯位移较大，因而几种不同发射波长的量子点用于不同靶点的同时监测时，可避免光谱干扰；(2)激发光谱范围宽，因而采用单个激发波长可同时激发不同发射波长的荧光量子点，而激发不同荧光染料，通常需不同的激发波长；(3)具有荧光量子产率高、光稳定性好等优点，适合于对标记对象进行高灵敏、长时间、实时动态观测；(4)具有空间兼容性，一个量子点可以偶联两种或两种以上的生物分子

4、或配体4-5。自1998年Chan，Bruchez等人首次将量子点用于生物体系研究以来6, 7，量子点作为一种新型荧光诊断试剂，在生物、药物以及生物医学等领域显示出巨大的优势，并且得到了越来越广泛的应用(如图101所示8)。到目前为止，人们已经发展了多种量子点表面修饰及偶联方法，可以将量子点与一些生物识别分子如蛋白质、多肽、核酸、小分子等偶联。同时，以量子点为基础的多功能材料的制备也得到了长足的发展。最近，Science、Nature Biotechnology等多个国际著名杂志发表了关于量子点诊断试剂方面的评论性文章，评述了量子点的最新应用进展9, 10。下面介绍量子点及其诊断试剂在一些疾病

5、诊断与治疗方面的进展情况。图101近几年量子点在生物、药物以及生物医学等领域应用发表文章数目（2005年仅统计了1-9月份的数据）。10.1.2 量子点的发光机理通常在半导体材料中，只有极少数电子填充在导带，绝大部分电子填充在价带，使价带几乎处于全满状态。当加热、加电压或光照等外界刺激时，一些电子会从价带跃迁到导带，在价带中形成空穴，空穴通常被认为是带有一个正电荷的离子。电子和空穴通过库仑引力互相“键合”，形成准粒子，这种互相“键合”的准粒子被称为“激子”11。激子被认为是一种类氢粒子，因而可用玻尔近似方法计算激子中电子-空穴之间的距离，其计算公式如下：r = h2/mre2r表示激子中电子-

6、空穴的距离，是半导体的介电常数，mr是电子-空穴对的约化质量，h是普朗克常数，e表示电子的电荷。不同的半导体具有不同的激子玻尔半径，对于大多数半导体而言，其激子玻尔半径在110nm之间。由于量子点的半径小于或接近激子玻尔半径，其带隙随着量子点尺寸的变化而变化。随着量子点半径的减小，带隙逐渐增大，伴随着激子吸收峰的位置发生紫移，其荧光发射光谱也会发生紫移。Brus等人曾经提出一个公式用于计算不同大小量子点的带隙12。Eg(quantum dot) = Eg(bulk) + (h2/8R2)(1/me + 1/mh) 1.8e2/40REg(quantum dot)表示量子点的带隙，Eg(bulk

7、)表示体相材料的带隙，R是量子点的半径，me表示电子的有效质量，mh表示空穴的有效质量，0表示真空介电常数，表示半导体的介电常数。对于CdSe量子点而言，当其半径从1nm变化到3.5nm时，其荧光发射峰将从450nm红移到650nm。另外，不同组成的量子点，其发射光谱也不同。Nie等人研究发现，对于半径2.5nm的不同组成的CdSexTe1-x量子点，其荧光发射峰将从610nm变化到800nm13(见图102)。图102 CdSe量子点及CdSeTe量子点荧光性质随组成及尺寸的变化。A：CdSe量子点荧光发射光谱随尺寸的变化；B：半径为2.5nm的CdSexTe1-x量子点荧光发射光谱随组成的

8、变化6, 13。10.1.3 量子点的制备方法高质量量子点的制备是生物标记、医学诊断以及疾病治疗的基础，如何制备发射波长窄而可调、量子产率高、性能稳定的量子点一直是材料科学家追求的目标和关注的热点。1993年，Bawendi课题组14采用有机金属盐高温反应体系合成了高效发光的CdSe量子点纳米晶体，用氧化三辛基瞵(TOPO)作为有机配位溶剂，二甲基镉(CH3)2Cd和TOPSe(TOP为三辛基膦)分别作为Cd和Se的前体，在340360高温条件下反应，得到较高质量的CdSe量子点。经过尺寸选择性沉降后，可以提高量子点的单分散性，所合成量子点的量子产率约为10%，通过改变反应温度、反应时间等条件

9、，可以调节量子点的粒径(2.423nm)。然而由于(CH3)2Cd和TOP等试剂有剧毒、不稳定，因而实验条件要求苛刻。2001年，Peng课题组15采用CdO代替(CH3)2Cd，制备出高质量的CdS、CdSe、CdTe量子点，并对CdSe量子点的成核规律进行了详细的研究，这种方法制备量子点具有制备方法简单、可制备的量子点种类多、并可用多种手段控制粒径分布。但这种方法因采用TOP或三丁基膦(TBP)等一些剧毒、极易燃、易爆的化合物为原料从而导致的合成条件仍比较苛刻，在实验过程中必需使用手套箱，针对以上问题，本课题组采用一种更安全、廉价的试剂代替原有试剂，无需手套箱就可制得高质量的CdSe量子点

10、16。尽管采用目前的技术已经能够制备出高质量的CdSe量子点，然而，将CdSe量子点转移到水相之后，其荧光几乎完全被猝灭。相比之下，核-壳量子点具有更好的稳定性，将CdSe/ZnS核-壳量子点转移到水相之后，量子点仍然能够保持较高的荧光量子产率。目前，CdSe/ZnS核-壳量子点在生物体系中得到广泛的应用。1996年，Hines和Guyot-Sionnest17采用二甲基锌和六甲基二硅硫烷为原料，成功合成了CdSe/ZnS核-壳量子点。然而，由于原料中采用了易燃、易爆的金属有机化合物二甲基锌，从而限制了该方法的广泛应用。针对该方法所存在的缺陷，武汉大学Xie等人 18采用醋酸镉和醋酸锌等简单的

11、无机盐代替金属有机化合物，在相对温和、安全的条件下，成功制备出CdSe/CdS和CdSe/ZnS核-壳量子点。采用此方法，原料稳定、易于储存、成本低廉，使实验室大规模制备成为可能。最近研究发现，CdSe-ZnS掺杂量子点19及CdSe/CdS/ZnS核-壳-壳量子点20比CdSe/ZnS核-壳量子点具有更好的稳定性，预计不久的将来，这些新型的量子点将会代替目前使用的CdSe/ZnS核-壳量子点，用于生物医学分析。10.1.4 水溶性量子点的制备由于在高温有机溶剂中合成的量子点表面被一些烷基链保护，所合成的量子点仅仅溶于非极性或弱极性有机溶剂，如正己烷、氯仿等。使用前一般需要对量子点表面进行修饰

12、，使其表面覆盖极性的基团，从而能够分散在水或缓冲溶液中。到目前为止，已经发展了多种制备水溶性量子点的方法。一般来说，可以分为两类：一类方法是将量子点表面的试剂用修饰试剂取代；另一类方法是通过两性聚合物与量子点表面作用，改变量子点表面的极性，从而使量子点能够分散在水或缓冲溶液中。1998年，Nie课题组6发明了用巯基乙酸修饰量子点的方法，成功将量子点从有机溶剂转移到水中。此后，巯基丙酸、巯基乙醇等一些带巯基的试剂均用来制备水溶性量子点。由于巯基上的容易与Cd或Zn作用，而极性羧基可以增加量子点的水溶性，用这些简单的巯基试剂修饰量子点具有操作简便、成本低、重复性好等优点，然而，所制备的量子点稳定性

13、并不太好。Bruchez 等人7采用硅烷化试剂修饰量子点，有效地解决了稳定性的问题，但其制备过程非常复杂，不易重复。其它的修饰方法如二硫苏糖醇(DTT)21、二氢硫辛酸(DHLA)22、枝状有机化合物23, 24等均在不同程度上增加了量子点在水溶液中的稳定性，但这些方法同样存在操作复杂、所制备的水溶性量子点量子产率低等不足。2002年，Dubertret等人25采用磷脂胶束直接与量子点表面的憎水基团(如：TOPO)作用，成功制备出高量子产率的水溶性量子点，这种方法操作简单，重复性好，所制备水溶性量子点的稳定性好，但由于磷脂胶束不易合成，限制了此法的推广及应用。Osaki等人26采用类似的方法，

14、成功将多糖修饰到量子点表面，并制备出不同大小的微球。最近，Gao等人27将高分子共聚物吸附在量子点表面的憎水基团上，所制备的水溶性量子点稳定性好，当pH值从1变化到14，盐浓度从0.01mol/L变化到1.0mol/L时，量子点的光学性质不发生改变。可以预计，利用两性聚合物制备水溶性量子点的方法将是未来的发展趋势(见图103)。图103 多功能水溶性量子点的结构示意图，其表面修饰的分子有TOPO、两性共聚物、肿瘤识别试剂(如：蛋白质、抗体、小分子抑制剂等)及聚乙二醇6, 27。10.1.5 量子点诊断试剂的制备采用巯基羧酸制备的水溶性量子点，在中性缓冲溶液中其表面带有很多负电荷，因而可以通过静

15、电引力将带有正电荷的分子如：亲和素、锌指蛋白28, 29等吸附到量子点表面。再将生物素化的分子与亲和素修饰的量子点结合，锌指蛋白用于分离未结合的分子。一些含有氨基或巯基的生物分子可以直接与量子点表面的Cd或Zn配位，取代量子点表面的修饰分子。另外，共价偶联也是制备量子点诊断试剂的一种方法，一些偶联试剂如：1-乙基-33-(二甲氨基)丙基碳二亚胺(EDC)6、丁二酰亚胺基-4-马来酰亚胺基环己烷-1-羧化酯(SMCC)30等常用于生物分子与量子点偶联。10.1.6 量子点在疾病诊断及治疗中的应用10.1.6.1 量子点用于基因芯片病毒测定人类疾病基因型的确认以及病毒的检测，主要依赖于相关核酸及蛋

16、白质的测定。生物芯片技术在基因型病毒的检测上具有高通量、方便、试剂用量少等优点31。量子点以其独特的优越性在生物芯片中具有广阔的应用前景。Parak等人30用sulfo-SMCC偶联试剂将表面带有巯基的硅烷化量子点与氨基修饰的单链DNA偶联，将其与固定在玻片表面的DNA杂交，他们发现当玻片上的DNA与量子点偶联的DNA互补时，可以观察到量子点结合到玻片表面，反之则观察不到这种现象。Gerion等人32将DNA标记的量子点进一步用于DNA芯片的研究，表明DNA标记的量子点可在芯片上进行单核苷酸多态性(SNP)分析以及多色杂交，并对杂交条件进行了优化，这是首次将不同颜色量子点标记的DNA探针用于芯

17、片杂交检测。在此基础上，他们将DNA标记的量子点用于乙肝、丙肝病毒的检测，取得了较好的效果。这使量子点同时高灵敏度检测多种病原体成为可能，例如：同时检测甲、乙、丙、丁、戊肝病毒以及艾滋病毒等。在不久的将来，以量子点为基础的量子点诊断试剂可能会作为目前聚合酶链反应(PCR)检测技术的一种补充，而广泛用于临床诊断。10.1.6.2 量子点用于免疫分析及疾病诊断免疫分析是目前疾病诊断的一项重要手段，在现有的免疫诊断方法中，固相免疫法以放射免疫检测法(RIA)和酶免疫检测法(EIA)应用最为广泛33。Goldman等人34使用荧光免疫分析法成功将抗体标记的量子点诊断试剂用于葡萄球菌肠毒素B(SEB)的

18、检测，SEB的检测限为2 ng/mL。然而，由于固相免疫法操作复杂，存在误检；相比较而言，液相法的免疫反应和信号测定在溶液中一步完成，因此反应速度较快，操作也相对简单。Goldman等人35用多色量子点标记的抗体进行多元荧光免疫分析，在溶液中成功实现了志贺样毒素(SLT)、SEB、霍乱毒素(CT)、篦麻毒素(ricin)四种蛋白质毒素的同时测定，使量子点探针用于实际样品中多种毒素及其相关疾病的同时检测成为可能。以荧光共振能量转移(FRET)为基础的均相免疫分析方法不仅可以测定生物大分子(抗原、抗体)，在小分子(半抗原)的测定上也具有独特的优势，是最简便的均相测定方法之一。荧光共振能量转移也称为

19、非辐射能量转移，即处于激发态的供体以偶极-偶极相互作用形式将激发能转移给邻近的处于基态的受体。供体-受体对之间荧光共振能量转移的效率与供体的发射光谱和受体的吸收光谱重叠的程度以及供体与受体之间的距离密切相关36。量子点作为荧光共振能量转移的供体有许多优点：量子点具有宽的激发光谱、窄而对称的发射光谱、大的吸收截面积，这样就可以通过选择合适的激发波长尽可能减少对受体分子的直接激发，从而提高荧光共振能量转移的效率。相对一般有机染料而言，量子点的体积较大，单个量子点表面可以结合多个受体分子或染料标记蛋白质，形成多受体体系，大大提高荧光共振能量转移效率。另外，由于量子点的发射光谱可以通过其成分及大小来调

20、节，因而，针对不同的受体分子，通过调节量子点的组成或尺寸可以使供体(量子点)的发射光谱和受体(染料)的吸收光谱达到最大的重叠37-39。Willard等人40将生物素化的牛血清白蛋白(bBSA)偶联到水溶性的CdSe/ZnS核-壳量子点表面，与四甲基罗丹明(TMR)标记的亲和素作用，通过生物素-亲和素之间特异的相互作用，观察到量子点与四甲基罗丹明之间发生了荧光共振能量转移。Mattoussi及其合作者41将大肠杆菌麦芽糖结合蛋白(MBP)通过自组装的方式结合到量子点表面，当MBP的糖结合部位预先结合了猝灭剂beta-cyclodextrin-QSY9后，由于量子点与QSY9之间存在FRET，量

21、子点的荧光就会被猝灭，当体系中加入麦芽糖以后，麦芽糖会占据MBP的糖结合位点，beta-cyclodextrin-QSY9脱离MBP，量子点的荧光得到恢复(见图104A)。他们还将beta-cyclodextrin-Cy3.5结合到Cy3标记的MBP上，量子点发生两次荧光共振能量转移，加入麦芽糖以后，beta-cyclodextrin-Cy3.5脱离MBP，仅发生一次荧光共振能量转移，从而建立了麦芽糖检测新方法(见图104B)。Clapp等人42将不同荧光发射波长的量子点(510，530，555nm)表面修饰不同量Cy3标记的MBP，研究发现，量子点的发射光谱与Cy3的吸收光谱重叠越大，量子点

22、表面修饰的Cy3标记的MBP越多，荧光共振能量转移效率越高。Medintz等人43研究了罗丹明红(RR)标记的MBP与最大发射波长在555nm的量子点之间的荧光共振能量转移，一个量子点表面连接六个RR-MBP，他们通过荧光共振能量转移数据计算出每个RR-MBP与量子点中心的距离，及其在量子点表面的位置，为发展新型量子点荧光共振能量转移传感器、诊断试剂以及一些疾病标志物的快速检测技术奠定了基础。A B图104 麦芽糖结合蛋白(MBP)功能化量子点用于荧光共振能量转移测定麦芽糖。A： 一次荧光共振能量转移法检测麦芽糖；B：两次荧光共振能量转移法检测麦芽糖41。10.1.6.3 量子点用于多元光学编

23、码高通量分析诊断2001年，Han等人44首先提出用量子点进行多元光学编码及高通量分析诊断。他们将不同数量、不同尺寸的量子点包埋到聚苯乙烯微球中，然后将单链DNA偶联到微球表面，进行高通量核酸杂交分析。从原理上讲，使用六种不同颜色的量子点，并将每种量子点区分为十个强度，就可以实现一百万个寡聚核苷酸序列的编码和检测。单个光源就可以读出所有微珠的编码。成像及光谱测定表明这些量子点标记的微珠具有高度统一性，并可多次重复使用，在最佳实验条件下生成微珠的精确度高达99.99%。Xu等人45随后将多元编码微珠用于单个核苷酸多态性分析，得到了满意的结果，并证明量子点多元编码微珠分析非常精确可靠。Nie课题组

24、46在研究中还发现，使用聚苯乙烯微球包埋量子点时，量子点仅仅进入微球表面，很难进入微球的内部，他们改用多孔硅包埋量子点，大大提高了微球的亮度，然而多孔硅的单分散性还不太好，他们又采用多孔聚苯乙烯微球包埋量子点47，大大提高了微球的亮度及单分散性，与同样大小的无孔聚苯乙烯微球相比，多孔聚苯乙烯微球包埋量子点的亮度提高了约1000倍。最近，Gao等人27将这种编码微球用于检测小鼠前列腺的癌细胞，取得了很好的效果。这种技术与DNA芯片相结合，可大大简化分析过程，并提高分析的灵敏度。这些编码微珠可望用于基因组学、蛋白质组学、高通量药物筛选及医学诊断等领域。10.1.6.4 量子点用于细胞中疾病标志物的

25、测定及细胞成像分析诊断细胞是相对独立的生物功能体，对单个活细胞的一些活动过程进行高效、灵敏的监测，将有助于阐明一些重要的细胞生理过程和药物代谢机制，有利于了解生物体的复杂性及动力学特性。量子点在细胞成像分析诊断中主要有以下优点：(1)亮度高，可在单个量子点水平对细胞过程进行分析；(2)光稳定性好，可对细胞进行长时间监控；(3)宽的激发光谱，可以一元激发，多元发射；(4)窄而对称可调的发射光谱，可以避免细胞自发荧光的干扰；(5)高的光化学稳定性，低的背景，且比较容易通过生物素-亲和素作用与蛋白质、核酸、小分子等细胞靶分子偶联；(6)偶联试剂一般对量子点的荧光无干扰；(7)空间兼容性好，允许一个量

26、子点偶联两种或两种以上的生物分子或配体48-50。Wu等人51, 52将免疫球蛋白G(IgG)、链亲和素等偶联到量子点表面，并证明了这些功能化的量子点探针能特异地识别亚细胞水平的分子靶点。他们首先将SK-BR-3乳腺癌细胞与单克隆的抗-Her2抗体结合后，再将偶联抗鼠IgG的QD535及QD630与细胞一起培养，结果发现，结合抗-Her2抗体的细胞可以被量子点特异性标记，而没有结合抗-Her2抗体的细胞则不能被量子点特异性标记，只有很弱的非特异性吸附信号(见图105)。同时，他们还用生物素-亲和素模型检测了细胞表面的Her2标志物。当SK-BR-3乳腺癌细胞与单克隆的抗-Her2抗体结合后，再

27、将细胞与生物素化的羊抗人IgG结合，然后将链亲和素偶联的量子点与细胞共培养，结果发现：结合生物素化的羊抗人IgG的细胞可被链亲和素偶联的量子点特异性标记，而空白实验中仅仅观察到很低的非特异性吸附信号。为了研究量子点探针在医疗诊断中的可行性，他们将表达Her2的鼠乳腺肿瘤组织与兔的抗血清(这些抗血清可以与Her2的细胞质区域反应)、生物素化的羊抗兔IgG以及链亲和素偶联的QD630一起培养，发现量子点可以特异性标记这些肿瘤细胞。为了研究量子点探针标记细胞内部蛋白的可行性，他们将链亲和素偶联的量子点与鼠3T3纤维细胞、抗-微管蛋白抗体以及生物素化的抗鼠IgG共培养，发现链亲和素偶联的QD630量子

28、点可以特异性标记细胞微管。为了研究功能化量子点探针对细胞核靶点标记的特异性，他们将固定的人类上皮细胞与人类抗核抗原(ANA)抗体、生物素化的抗人IgG以及链亲和素偶联的QD630一起培养，结果发现核抗原可以被链亲和素偶联的QD630特异性标记。为了进一步研究链亲和素偶联的量子点探针的特异性，他们将人类上皮细胞与生物素标记的二抗和特异性单抗以及链亲和素偶联的图105 使用QD-IgG探针测定癌症标志物Her2。(A，C)固定的SK-BR-3乳腺癌细胞与抗Her2单克隆抗体及抗鼠IgG标记的量子点一起培养，Her2被QD535-IgG(A)及QD630-IgG(C)标记。(B，D)细胞与鼠IgG及

29、QD-IgG共培养(B)QD535-IgG，(D) QD630-IgG)，只观察到很弱的非特异性吸附信号52。QD535及QD630一起培养，量子点探针可同时识别细胞表面的Her2和核抗原，也能同时识别胞浆微管蛋白和核抗原。这些开创性的研究工作，为量子点用于癌症的早期诊断以及癌症的治疗奠定了基础。表皮生长因子(EGF)与其受体酪氨酸激酶(RTKs)结合后,可导致受体的二聚化和自我磷酸化，诱发细胞内信号传导，控制细胞的一系列功能。Lidke等人50将生物素化的EGF结合到中国仓鼠卵巢细胞(CHO)的表面，在4时与亲和素修饰的量子点共培养，可以观察到量子点也结合到了细胞表面，再将温度升到37，可观

30、察到细胞对量子点快速而广泛的内吞作用。他们将EGF修饰的量子点直接与CHO细胞共培养，也观察到了同样的内吞作用。这些研究结果表明：量子点并没有影响EGF的生物功能。他们还研究了细胞对EGF-QD内吞作用的动力学过程，表明量子点在空间上对试剂之间的结合没有干扰。这些研究工作证明量子点在信号转导研究方面具有巨大的优越性，为未来的受体靶向治疗提供了参考。细胞核是细胞的重要组成部分，它不仅携带着细胞的遗传信息，许多核蛋白直接参与细胞的重要活动过程，如：DNA复制、重组，RNA转录，DNA损伤及修复，细胞周期控制等。Chen等人53用电穿孔的方法将偶联细胞核定位信号多肽(SNL)的量子点导入Hela细胞

31、，发现量子点可以穿过细胞核孔，与靶目标特异性结合，而偶联任意序列多肽的量子点则在细胞内部呈自由分布状态。在研究中他们发现，量子点的表面电荷对量子点在细胞内的传输及定位起着重要的作用。10.1.6.5 量子点用于活体成像及疾病诊断kerman等人54将不同的多肽(GFE、F3和LyP-1，其中，GFE能够与肺部血管上内皮细胞膜的二肽酶特异性结合；F3优先在各种不同的肿瘤中与血管和肿瘤细胞结合；LyP-1可以识别某些肿瘤上的肿瘤细胞及淋巴血管)分别连接到巯基乙酸修饰的CdSe/ZnS核-壳型量子点表面，他们首先将偶联GFE的发绿色荧光的量子点注射到正常小鼠的尾部静脉中，5分钟后，在激光共焦荧光显微

32、镜下切片检测，结果发现，结合GFE的绿色荧光量子点在肺脏组织中积聚；但在其它器官(脑，肾)则没有发现类似的积聚现象。随后，他们将F3和LyP-1修饰的红色荧光量子点注射到患肿瘤的小鼠体内，结果发现，偶联F3的量子点在肿瘤血管发生聚集，偶联LyP-1的量子点则在淋巴血管聚集。然而，这些量子点除特异性的结合外，还能在小鼠的肝脏及脾发生非特异性聚集。为了解决这些网状内皮组织中的团聚问题，他们图106 功能化量子点用于活体成像分析示意图。上图表示功能化量子点在老鼠的特定组织上聚集的情况。下图为多肽(左)以及多肽和PEG混合(右)修饰量子点的示意图。PEG可以减少量子点在活体内的非特异性吸附54。将量子点表面吸附了部分的聚乙二醇，结果发现非特异性的吸附现象减少了95%。这一结果预示着量子点可能用于疾病诊断和药物传递等方面的研究(见图106)。Gao等人27以量子点为基础，发展了一种多功能的纳米探针，用于活体肿瘤的靶向定位及成像诊断。这种多功能量子点表面由两性共聚物