全部 标题 作者
关键词 摘要

OALib Journal期刊
ISSN: 2333-9721
费用:99美元

查看量下载量

相关文章

更多...
化学进展  2014 

单个量子点的光学性质与应用

DOI: 10.7536/PC140739, PP. 1781-1792

Keywords: 单个量子点,荧光增强与漂白,光谱蓝移,生物传感,超分辨定位,单分子示踪

Full-Text   Cite this paper   Add to My Lib

Abstract:

量子点(QDs)是一种具有诸多优良光学特性的荧光纳米颗粒,已在化学分析、生物传感、分子影像等领域得到了广泛应用.单个量子点的光学性质研究有望发现一些宏观方法不能发现的实验现象,可以为改善其光学性能提供思路,有助于更好的应用于各领域.本文评述了单个量子点的检测与判定方法,单个量子点的荧光增强、漂白、眨眼(blinking)、蓝移等光学性质及其在单分子示踪、生物化学传感、超分辨定位技术等方面的应用.总结了目前量子点作为荧光探针在实际应用中遇到的问题,并提出未来量子点将朝着合成能同时满足尺寸小、量子产率高、"non-blinking"、蓝移幅度大、无生物毒性的量子点及能同时为成像/检测提供荧光探针与散射探针的等离子体量子点等研究方向发展.

References

[1]  Moerner W E, Fromm D P. Rev. Sci. Instrum., 2003, 74: 3597.
[2]  Bruchez M, Moronne M, Gin P, Weiss S, Alivisatos A P. Science, 1998, 281: 2013.
[3]  Resch-Genger U, Grabolle M, Cavaliere-Jaricot S, Nitschke R, Nann T. Nat. Methods, 2008, 5: 763.
[4]  Baba K, Nishida K. Theranostics, 2012, 2: 655.
[5]  Van Sark W, Frederix P, Bol A A, Gerritsen H C, Meijerink A. Chemphyschem, 2002, 3: 871.
[6]  Lee S F, Osborne M A. Chemphyschem, 2009, 10: 2174.
[7]  Cordero S R, Carson P J, Estabrook R A, Strouse G F, Buratto S K. J. Phys. Chem. B, 2000, 104: 12137.
[8]  Van Sark W, Frederix P, van den Heuvel D J, Gerritsen H C, Bol A A, van Lingen J N J, Donega C D, Meijerink A. J. Phys. Chem. B, 2001, 105: 8281.
[9]  Chen H P, Gai H W, Yeung E S. Chem. Commun., 2009, 1676.
[10]  Shi X B, Meng X X, Sun L C, Liu J H, Zheng J, Gai H W, Yang R H, Yeung E S. Lab Chip, 2010, 10: 2844.
[11]  Vela J, Htoon H, Chen Y, Park Y S, Ghosh Y, Goodwin P M, Werner J H, Wells N P, Casson J L, Hollingsworth J A. J. Biophotonics, 2010, 3: 706.
[12]  Jin Y, Gao X. Nat. Nanotechnol., 2009, 4: 571.
[13]  Smith A M, Duan H W, Rhyner M N, Ruan G, Nie S M. Phys. Chem. Chem. Phys., 2006, 8: 3895.
[14]  Bao H B, Gong Y J, Li Z, Gao M Y. Chem. Mater., 2004, 16: 3853.
[15]  Lu L, Chen D, Sun F, Ren X, Han Z, Guo G. Chem. Phys. Lett., 2010, 492: 71.
[16]  Hohng S, Ha T. J. Am. Chem. Soc., 2004, 126: 1324.
[17]  Hollingsworth J A. Chem. Mat., 2013, 25: 1318.
[18]  Wang X Y, Ren X F, Kahen K, Hahn M A, Rajeswaran M, Maccagnano-Zacher S, Silcox J, Cragg G E, Efros A L, Krauss T D. Nature, 2009, 459: 686.
[19]  Ha T. Nature, 2009, 459: 649.
[20]  Dong C, Liu H, Zhang A, Ren J. Chem. Eur. J., 2014, 20: 1940.
[21]  Zhang A, Dong C, Liu H, Ren J. J. Phys. Chem. C, 2013, 117: 24592.
[22]  Dabbousi B O, Rodriguez Viejo J, Mikulec F V, Heine J R, Mattoussi H, Ober R, Jensen K F, Bawendi M G. J. Phys. Chem. B, 1997, 101: 9463.
[23]  Mahler B, Spinicelli P, Buil S, Quelin X, Hermier J P, Dubertret B. Nat. Mater., 2008, 7: 659.
[24]  Chen Y, Vela J, Htoon H, Casson J L, Werder D J, Bussian D A, Klimov V I, Hollingsworth J A. J. Am. Chem. Soc., 2008, 130: 5026.
[25]  Ghosh Y, Mangum B D, Casson J L, Williams D J, Htoon H, Hollingsworth J A. J. Am. Chem. Soc., 2012, 134: 9634.
[26]  Mahler B, Lequeux N, Dubertret B. J. Am. Chem. Soc., 2010, 132: 953.
[27]  Van Embden J, Jasieniak J, Mulvaney P. J. Am. Chem. Soc., 2009, 131: 14299.
[28]  Qin H, Niu Y, Meng R, Lin X, Lai R, Fang W, Peng X. J. Am. Chem. Soc., 2014, 136: 179.
[29]  Dennis A M, Mangum B D, Piryatinski A, Park Y S, Hannah D C, Casson J L, Williams D J, Schaller R D, Htoon H, Hollingsworth J A. Nano Lett., 2012, 12: 5545.
[30]  Jones M, Nedeljkovic J, Ellingson R J, Nozik A J, Rumbles G. J. Phys. Chem. B, 2003, 107: 11346.
[31]  Long Y, Zhang L F, Zhang Y, Zhang C Y. Anal. Chem., 2012, 84: 8846.
[32]  Zhang Y, Zhang C Y. Anal. Chem., 2012, 84: 224.
[33]  Zhang C Y, Hu J. Anal. Chem., 2010, 82: 1921.
[34]  Song Y K, Zhang Y, Wang T H. Small, 2013, 9: 1096.
[35]  Opperwall S R, Divakaran A, Porter E G, Christians J A, DenHartigh A J, Benson D E. ACS Nano, 2012, 6: 8078.
[36]  Zhou J, Wang Q X, Zhang C Y. J. Am. Chem. Soc., 2013, 135: 2056.
[37]  Zeng Y P, Zhu G C, Yang X Y, Cao J, Jing Z L, Zhang C Y. Chem. Commun., 2014, 50: 7160.
[38]  Yeh H C, Ho Y P, Wang T H. Nanomedicine, 2005, 1: 115.
[39]  Yeh H C, Ho Y P, Shih I M, Wang T H. Nucleic Acids Res., 2006, 34: e35.
[40]  Zinchuk V, Zinchuk O. Curr. Protoc. Cell Biol., 2008, Chapter 4: Unit 4.19.
[41]  Comeau J W, Costantino S, Wiseman P W. Biophys. J., 2006, 91: 4611.
[42]  Liu J B, Yang X H, Wang K M, Wang Q, Liu W, Wang D. Nanoscale, 2013, 5: 11257.
[43]  Heilemann M, Dedecker P, Hofkens J, Sauer M. Laser Photonics Rev., 2009, 3: 180.
[44]  Chien F C, Kuo C W, Chen P L. Analyst, 2011, 136: 1608.
[45]  Dertinger T, Colyer R, Iyer G, Weiss S, Enderlein J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2009, 106: 22287.
[46]  Hoyer P, Staudt T, Engelhardt J, Hell S W. Nano Lett., 2011, 11: 245.
[47]  Lagerholm B C, Averett L, Weinreb G E, Jacobson K, Thompson N L. Biophys. J., 2006, 91: 3050.
[48]  Thompson R E, Larson D R, Webb W W. Biophys. J., 2002, 82: 2775.
[49]  Antelman J, Wilking-Chang C, Weiss S, Michalet X. Nano Lett., 2009, 9: 2199.
[50]  Bulyshev A, Amzajerdian F, Roback V E, Hines G, Pierrottet D, Reisse R. Appl. Opt., 2014, 53: 2583.
[51]  Wang Y, Fruhwirth G, Cai E, Ng T, Selvin P R. Nano Lett., 2013, 13: 5233.
[52]  Heller M J. Annu. Rev. Biomed. Eng., 2002, 4: 129.
[53]  Tan P K, Downey T J, Spitznagel E L, Xu P, Fu D, Dimitrov D S, Lempicki R A, Raaka B M, Cam M C. Nucleic Acids Res., 2003, 31: 5676.
[54]  Naef F, Socci N D, Magnasco M. Bioinformatics, 2003, 19: 178.
[55]  Ji H, Davis R W. Nat. Biotech., 2006, 24: 1112.
[56]  Patterson T A, Obenhofer E K, Fulmer-Smentek S B, Collins P J, Chu T M, Bao W, Fang H, Kawasaki E S, Hager J, Tikhonova I R, Walker S J, Zhang L, Hurban P, de Longueville F, Fuscoe J C, Tong W, Shi L, Wolfinger R D. Nat. Biotech., 2006, 24: 1140.
[57]  Hesse J, Jacak J, Kasper M, Regl G, Eichberger T, Winklmayr M, Aberger F, Sonnleitner M, Schlapak R, Howorka S, Muresan L, Frischauf A M, Schutz G J. Genome Res., 2006, 16: 1041.
[58]  Gao X H, Cui Y Y, Levenson R M, Chung L W K, Nie S M. Nat. Biotechnol., 2004, 22: 969.
[59]  Biju V, Itoh T, Ishikawa M. Chem. Soc. Rev., 2010, 39: 3031.
[60]  Medintz I L, Uyeda H T, Goldman E R, Mattoussi H. Nat. Mater., 2005, 4: 435.
[61]  Shao L, Gao Y, Yan F. Sensors, 2011, 11: 11736.
[62]  Wang C, Gao X, Su X G. Anal. Bioanal. Chem., 2010, 397: 1397.
[63]  Zrazhevskiy P, Sena M, Gao X H. Chem. Soc. Rev., 2010, 39: 4326.
[64]  Nozik A J, Beard M C, Luther J M, Law M, Ellingson R J, Johnson J C. Chem. Rev., 2010, 110: 6873.
[65]  Wu P, Yan X P. Chem. Soc. Rev., 2013, 42: 5489.
[66]  Freeman R, Willner I. Chem. Soc. Rev., 2012, 41: 4067.
[67]  刘晓君(Liu X J), 涂洋(Tu Y), 盖宏伟(Gai H W). 化学进展(Progress in Chemistry), 2013, 25: 370.
[68]  Nirmal M, Dabbousi B O, Bawendi M G, Macklin J J, Trautman J K, Harris T D, Brus L E. Nature, 1996, 383: 802.
[69]  Lee S F, Osbome M A. J. Am. Chem. Soc., 2007, 129: 8936.
[70]  Uematsu T, Maenosono S, Yamaguchi Y. Appl. Phys. Lett., 2006, 89: 031910.
[71]  Myung N, Bae Y, Bard A J. Nano Lett., 2003, 3: 747.
[72]  Chon J W M, Zijlstra P, Gu M, van Embden J, Mulvaney P. Appl. Phys. Lett., 2004, 85: 5514.
[73]  Asami H, Abe Y, Ohtsu T, Kamiya I, Hara M. J. Phys. Chem. B, 2003, 107: 12566.
[74]  Javier A, Strouse G F. Chem. Phys. Lett., 2004, 391: 60.
[75]  Li Y Q, Guan L Y, Zhang H L, Chen J, Lin S, Ma Z Y, Zhao Y D. Anal. Chem., 2011, 83: 4103.
[76]  Ray K, Badugu R, Lakowicz J R. J. Am. Chem. Soc., 2006, 128: 8998.
[77]  Jin S, DeMarco E, Pellin M J, Farha O K, Wiederrecht G P, Hupp J T. J. Phys. Chem. Lett., 2013, 4: 3527.
[78]  Castello Serrano I, Vazquez-Vazquez C, Matas Adams A, Stoica G, Correa-Duarte M A, Palomares E, Alvarez-Puebla R A. RSC Adv., 2013, 3: 10691.
[79]  Ma X, Fletcher K, Kipp T, Grzelczak M P, Wang Z, Guerrero-Martinez A, Pastoriza-Santos I, Kornowski A, Liz-Marzan L M, Mews A. J. Phys. Chem. Lett., 2011, 2: 2466.
[80]  Fu Y, Zhang J, Lakowicz J R. Chem. Commun., 2009, 313.
[81]  Kulakovich O, Strekal N, Yaroshevich A, Maskevich S, Gaponenko S, Nabiev I, Woggon U, Artemyev M. Nano Lett., 2002, 2: 1449.
[82]  Gueroui Z, Libchaber A. Phys. Rev. Lett., 2004, 93: 166108.
[83]  Song M, Wu B, Chen G, Liu Y, Ci X, Wu E, Zeng H. J. Phys. Chem. C, 2014, 118: 8514.
[84]  Pompa P P, Martiradonna L, Torre A D, Sala F D, Manna L, de Vittorio M, Calabi F, Cingolani R, Rinaldi R. Nat. Nanotechnol., 2006, 1:126.
[85]  LeBlanc S J, McClanahan M R, Jones M, Moyer P J. Nano Lett., 2013, 13: 1662.
[86]  Matsuda K, Ito Y, Kanemitsu Y. Appl. Phys. Lett., 2008, 92: 211911.
[87]  Kuno M, Fromm D P, Johnson S T, Gallagher A, Nesbitt D J. Phys. Rev. B, 2003, 67: 125304.
[88]  Verberk R, van Oijen A M, Orrit M. Phys. Rev. B, 2002, 66: 233202.
[89]  Tang J, Marcus R A. Phys. Rev. Letters, 2005, 95: 107401.
[90]  Cherniavskaya O, Chen L W, Brus L. J. Phys. Chem. B, 2004, 108: 4946.
[91]  Frantsuzov P A, Marcus R A. Phys. Rev. B, 2005, 72:155321.
[92]  Schwartz O, OronD. Israel J. Chem., 2012, 52: 992.
[93]  Nazzal A Y, Wang X Y, Qu L H, Yu W, Wang Y J, Peng X G, Xiao M. J. Phys. Chem. B, 2004, 108: 5507.
[94]  Wang Y, Tang Z Y, Correa-Duarte M A, Pastoriza-Santos I, Giersig M, Kotov N A, Liz-Marzan L M. J. Phys. Chem. B, 2004, 108: 15461.
[95]  Empedocles S A, Bawendi M G. J. Phys. Chem. B, 1999, 103: 1826.
[96]  Liu L P, Peng Q, Li Y D. Inorg. Chem., 2008, 47: 3182.
[97]  Galian R E, de la Guardia M, Perez-Prieto J. J. Am. Chem. Soc., 2009, 131: 892.
[98]  Hay K X, Waisundara V Y, Zong Y, Han M Y, Huang D J. Small, 2007, 3: 290.
[99]  Bonneau S, Dahan M, Cohen L D. LEEE T. Image Process., 2005, 14: 1384.
[100]  Jaqaman K, Loerke D, Mettlen M, Kuwata H, Grinstein S, Schmid S L, Danuser G. Nat. Methods, 2008, 5: 695.
[101]  Keller A M, Ghosh Y, DeVore M S, Phipps M E, Stewart M H, Wilson B S, Lidke D S, Hollingsworth J A, Werner J H. Adv. Funct. Mater., 2014, DOI: 10.1002/adfm. 201400349.
[102]  Dahan M, Levi S, Luccardini C, Rostaing P, Riveau B, Triller A. Science, 2003, 302: 442.
[103]  Bouzigues C, Morel M, Triller A, Dahan M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2007, 104: 11251.
[104]  Nechyporuk-Zloy V, Stock C, Schillers H, Oberleithner H, Schwab A. Am. J. Physiol. Cell Ph., 2006, 291: C266.
[105]  Crane J M, van Hoek A N, Skach W R, Verkman A S. Mol. Biol. Cell, 2008, 19: 3369.
[106]  Serge A, Bertaux N, Rigneault H, Marguet D. Nat. Methods, 2008, 5: 687.
[107]  Pinaud F, Michalet X, Iyer G, Margeat E, Moore H P, Weiss S. Traffic, 2009, 10: 691.
[108]  Ohmachi M, Komori Y, Iwane A H, Fujii F, Jin T, Yanagida T. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2012, 109: 5294.
[109]  Hennig S, van de Linde S, Heilemann M, Sauer M. Nano Lett., 2009, 9: 2466.
[110]  Watanabe T M, Fujii F, Jin T, Umemoto E, Miyasaka M, Fujita H, Yanagida T. Biophys. J., 2013, 105: 555.
[111]  Zhang C Y, Yeh H C, Kuroki M T, Wang T H. Nat. Mater., 2005, 4: 826.
[112]  Zhang C Y, Johnson L W. Anal. Chem., 2009, 81: 3051.
[113]  Ho Y P, Kung M C, Yang S, Wang T H. Nano Lett., 2005, 5: 1693.
[114]  Hell S W. Science, 2007, 316: 1153.
[115]  Qu X H, Wu D, Mets L, Scherer N F. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2004, 101: 11298.
[116]  Gordon M P, Ha T, Selvin P R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2004, 101: 6462.
[117]  Lidke K A, Rieger B, Jovin T M, Heintzmann R. Opt. Express, 2005, 13: 7052.
[118]  Agrawal A, Deo R, Wang G D, Wang M D, Nie S M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2008, 105: 3298.
[119]  Shi X B, Xie Z Q, Song Y H, Tan Y J, Yeung E S, Gai H W. Anal. Chem., 2012, 84: 1504.
[120]  Huang B, Wang W, Bates M, Zhuang X. Science, 2008, 319: 810.
[121]  Biteen J S, Goley E D, Shapiro L, Moerner W E. Chemphyschem, 2012, 13: 1007.
[122]  Clarke S, Pinaud F, Beutel O, You C, Piehler J, Dahan M. Nano Lett., 2010, 10: 2147.
[123]  Uddayasankar U, Zhang Z F, Shergill R T, Gradinaru C C, Krull U J. Bioconjugate Chem., 2014, 25: 1342.

Full-Text

Contact Us

service@oalib.com

QQ:3279437679

WhatsApp +8615387084133