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胶体CuInS?/ZnS量子点与暗猝灭剂之间的福斯特共振能量转移

DOI：10.1021/acs.jpcc.9b10536 期刊：The Journal of Physical Chemistry C 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 利用胶体半导体量子点（QDs）与染料进行的福斯特共振能量转移（FRET）在广泛的生物学和生物物理学研究中具有重要意义。本文报道了CuInS2/ZnS量子点与暗猝灭染料分子（IRDye QC-1）之间FRET的研究。通过使用两种结合咪唑基团和以氨基或甲氧基为末端基团的特定功能片段的多功能聚合物配体，将油酸包覆的光致发光量子产率（PLQYs）为55±4%的量子点转移至水中。所得水分散性量子点显示出高达44±4%的PLQYs，并具有长期胶体稳定性（在4°C黑暗条件下至少10个月），其流体力学直径小于20 nm。采用胺基或甲氧基功能化的量子点与暗猝灭染料分子偶联进行了平行对比实验。胺基功能化量子点通过共价键与染料分子结合，而甲氧基功能化量子点仅发生弱且非特异性结合。随着偶联染料分子数量的增加，量子点发射的逐渐猝灭及其光致发光衰减时间的缩短表明，在供体-受体FRET对中，量子点作为能量供体，暗猝灭染料作为能量受体?；诹孔拥愣嘀甘庵路⒐馑ゼ蹩赡芾丛矗捶欠浠蚍渌ゼ跛俾实谋浠捎昧街植煌Ｐ湍Ｄ饬肆孔拥?染料偶联物的FRET动力学?；诜渌ゼ跛俾实哪Ｐ透玫啬夂狭宋颐堑氖笛槭?，并估算出供体-受体距离（6.5 nm），该距离与胺基功能化量子点的流体力学半径非常吻合。
作者： Chenghui Xia，Wentao Wang，Liang Du，Freddy T. Rabouw，Dave J. van den Heuvel，Hans C Gerritsen，Hedi Mattoussi，Celso de Mello Donega
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究胶体CuInS2/ZnS量子点与暗猝灭染料分子(IRDye QC-1)之间的荧光共振能量转移(FRET)，以设计新型无镉量子点基FRET纳米探针，用于生物和生物物理研究。

研究成果

该研究成功设计了基于CuInS2/ZnS量子点与IRDye QC-1暗猝灭染料分子的水溶性FRET对。通过福斯特偶极-偶极耦合模型成功解析了FRET动力学过程，表明基于CuInS2的量子点能通过偶极耦合方式持续向邻近染料进行非辐射激发能量转移。这项工作为开发高效、无镉的量子点FRET纳米探针应用于多种领域作出贡献。

研究不足

该研究受限于基于CuInS2量子点的光致发光衰减的多指数特性，这使得FRET动力学分析变得复杂。染料分子与量子点的结合效率并非100%，且每个量子点上的结合位点数量可能存在差异。

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