生物体系中纳米量子点的荧光性质，眨眼特性及双光子吸收截面的表征

纳米量子点由于其优异的光学特性，如高的吸光率、高的荧光量子产额及高度的光稳定性和极大的双光子吸收截面，而倍受生物医学应用瞩目。但生物系统是一复杂的环境，有多种蛋白质分子及存在PH差异，会影响量子点的特性，我们已发现细胞中量子点的荧光寿命会有很大的变化及光谱也会改变，量子点的光学特性还未在生物体系中系统的表征，这些表征则直接关系到量子点在生物系统中的匹配探测及应用。我们拟利用共聚焦显微镜及双光子显微镜系统建立生物样品微区测量系统，选择血液、离体培养细胞及斑马鱼作为不同层次的生物体系，对几种典型的水溶性量子点在生物体系中的荧光性质、眨眼特性及双光子吸收截面及进行系统表征，其荧光性质（荧光光谱、荧光寿命及量子产额）关系到在生物系统中的荧光标记，眨眼特征直接决定作为标记物的探测时间尺度下限，而双光子吸收截面则可评价其在生物体系中双光子激发的潜力。这些表征将对量子点的生物医学应用提供重要的参考数据。

在生物体系中（如活细胞中）对量子点等纳米粒子的特性进行表征是纳米生物学的基础。本工作对细胞中的量子点的荧光特性、光稳定性及其机理从单个量子点的眨眼特性进行关联实验研究，深化机理性理解。实验发现单个量子点被氧化后眨眼特性中“开”状态减弱，“关”状态增加导致量子点整体荧光漂白及光稳定性转弱，进而研究发现在弱光的激发下单个量子点的“开”状态会被恢复导致整体荧光被恢复增强。本文首次建立荧光寿命与量子产额对应的实验曲线, 确定细胞内量子点的荧光量子产额，进而创建测量细胞内双光子吸收截面的方法，并对CdTe量子点在细胞内的双光子吸收截面进行测定。在对纳米粒子特性进行了充分表征后，对纳米粒子的生物医学应用进行了以下几方面的开拓性研究。.1..制备量子点—光敏剂偶联体，成功地增进了肿瘤的光动力治疗；.2..金纳米杆对光敏剂的荧光增强用于肿瘤细胞荧光成像；.3..金纳米杆用于纳米炸弹在近红外费秒激光脉冲点燃下爆炸高效的杀伤肿瘤细胞。