量子点(QDs)是一种具有明亮荧光和长期光稳定性的纳米晶体，特别有利于生命科学研究中的单分子成像和分子计数。量子点纳米晶体的尺寸决定了它的物理化学和光物理性质，这两者都与成像应用息息相关。较大的纳米晶体通常具有更好的光学特性，如更高的亮度、红移发射、更少的闪烁和更高的稳定性。然而，由于空间位阻和非特异性结合，较大的纳米晶体易引入分子标记偏差。有鉴于此，美国伊利诺伊大学香槟分校Andrew M. Smith等人系统地分析了纳米晶体尺寸对活细胞和固定细胞受体标记的影响。

本文要点：

1）设计了三个红光发射(600-700 nm)的(核)壳量子点，其晶粒尺寸分别为3.2，5.5和8.3 nm。在用相同的多齿聚合物包覆后，流体力学尺寸分别为9.2 nm (QD9.2)、13.3 nm (QD13.3)和17.4 nm (QD17.4)。这些量子点与链霉亲和素偶联，作为生物素化神经递质受体的探针。

2）QD9.2对活神经元中窄突触间隙(约20~30 nm)受体的标记特异性最高。然而，对于在活的和固定的HeLa细胞中进行分子计数的密集受体标记，QD13.3产生的计数最高。当流体力学尺寸大于13.3 nm时，非特异性结合急剧增加，因此QD17.4的特异性显著降低。

3）实验结果进一步强调需要继续设计更小的量子点，以增加单分子强度，抑制闪烁频率，并抑制固定和渗透细胞的非特异性标记。

综上所述，这些结果为进一步设计尺寸更小的量子点探针，实现定量和单分子成像的无偏标记奠定了基础。

Phuong Le, et al. Optimizing Quantum Dot Probe Size for Single-Receptor Imaging. ACS Nano, 2020.

DOI: 10.1021/acsnano.0c02390

https://doi.org/10.1021/acsnano.0c02390