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水溶性 CdSeTe/ZnS 核壳量子点（Water-soluble CdSeTe/ZnS QDs）介绍

更新时间：2026-06-04点击次数：19

一、结构（核 - 壳 - 亲水配体三层结构）

  1. 内核：CdSeTe 三元合金

    CdSe 与 CdTe 固溶形成连续合金半导体，通过 Se/Te 摩尔配比调控禁带宽度（1.8~2.5 eV），是发光主体；粒径 2~5 nm，闪锌矿晶体结构。

    • Te 比例升高→禁带变窄、荧光红移；Se 占比提升→蓝移，可实现520~820 nm（绿光～近红外）全波段发射。

  2. 外壳：ZnS 宽带隙钝化壳

    ZnS 带隙≈3.7 eV，壳厚 2~5 层原子（0.5~2 nm），包覆在 CdSeTe 外层：

    ✅ 钝化核表面悬空键、消除表面缺陷，大幅提升荧光量子产率；

    ✅ 隔绝水、氧、酸碱腐蚀，抑制 Cd²⁺泄漏，提升化学 / 光稳定性。

  3. 表层：亲水配体（决定水溶性）

    常用三类修饰配体，终端官能团可生物偶联：

    • 羧基型：巯基乙酸 (TGA)、巯基丙酸 (MPA)：-COOH，EDC/NHS 活化后结合氨基蛋白 / 抗体；

    • PEG 修饰：长链聚乙二醇，抗蛋白吸附、体内长循环、降低细胞毒性。

    • 整体粒径：3~8 nm，水溶液单分散。

二、核心光学性能

性能参数指标范围说明
发射波长 PL520~820 nm（绿→红→近红外）Se/Te 比例精准可调，市面主流：620/650/680/700/750/800 nm 定制
荧光半峰宽 FWHM28~40 nm窄带发光、色纯度优于有机荧光染料
荧光量子产率 QY35%~60%（优化包覆可达 65%）远高于同波段水溶性 CdTe 量子点
吸收特征紫外 - 可见光宽连续吸收300~500 nm 广谱激发，单一光源可同时激发多色量子点
抗光漂白优异比 FITC、Cy3 等有机染料耐光漂白数十倍，适合长时间活细胞追踪
优势对比 CdSe/ZnS：CdSeTe 合金更容易红移至近红外（700~820 nm 生物光学窗口），是活体成像优选材料。

三、两种主流合成路线

1. 一步水相合成（巯基配体原位包覆，常用）

Cd 源（CdCl₂/Cd (Ac)₂）+Se 前驱体 + NaHTe，TGA/GSH 作稳定剂，N₂保护 80~100 ℃水热回流生成 CdSeTe 核；再缓慢滴加 Zn²⁺、S²⁻前驱体低温生长 ZnS 壳，产物直接水溶，工艺简单、低成本。

2. 油相转水相（高量子产率产品路线）

高温有机相（TOPO / 油酸）合成高结晶油溶性 CdSeTe/ZnS，再配体交换：疏水配体置换为巯基亲水配体，转入水相；量子产率更高、粒径均一，多用于生物探针。

四、主要应用方向

1. 生物荧光标记（最核心用途）

  • 体外免疫检测：偶联抗体，ELISA、免疫层析试纸、流式细胞荧光编码；

  • 细胞 / 组织成像：细胞器标记、活细胞长时间动态示踪；

  • 小动物活体近红外成像：700~820 nm 穿透生物组织，肿瘤靶向荧光显影（PEG 改性产品）。

2. 荧光生化传感

基于荧光猝灭 / 增强、FRET 共振能量转移：检测核酸、蛋白、葡萄糖、重金属离子 (Hg²⁺、Pb²⁺)、农药残留、微生物病原体。

3. 其他领域

水溶性量子点油墨、水基 QLED、环境水质荧光探针、药物载体荧光示踪。

五、储存与使用注意事项

  1. 储存：4 ℃避光密封冷藏，避免强酸强碱、高浓度重金属离子（易致荧光猝灭）；

  2. 毒性：含微量 Cd，实验废液集中回收，不可直接排放；PEG 改性产品生物毒性显著降低。