背景介绍.

量子点是一类经典的零维材料，由于其优异荧光性能广泛用于生物医学分析中。近期，武汉大学何治柯教授课题组报道了一种新型的点击化学量子点制备方法，并将该点击化学量子点用于葡萄糖氧化酶及癌细胞的快速标记。相关成果以“Novel Method of Clickable Quantum Dot Construction for Bioorthogonal Labeling”为题发表在国际分析化学权威杂志Analytical Chemistry上。其中，博士生毛国斌与中科院深圳先进技术研究院马英新副研究员为共同第一作者。

（DOI: 10.1021/acs.analchem.0c03078）

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研究主要内容介绍.

何治柯教授课题组基于硫代磷酸酯基与金属离子的络合作用，构建了一系列DNA功能化量子点，主要有适配体功能化量子点、双色荧光量子点及量子点信标等。本研究工作利用金属离子与巯基之间的强络合作用，采用一锅法制备了一端为叠氮/炔烃，另一端为量子点的DNA功能化量子点。相比于共价偶联及聚合物包裹等点击化学量子点制备方法，该方法无需任何化学修饰过程，很好地保持了量子点优异的荧光性能，如高的量子产率（量子产率约80%）、小的水合粒径（约为10 nm）及良好的稳定性等。然后，将炔基修饰的葡萄糖氧化酶（GOx-DBCO）与叠氮-DNA功能化量子点（N₃-DNA-QDs）进行点击化学偶联。该偶联方法提高了葡萄糖氧化酶的催化活性，同时也提高了量子点的稳定性。GOx-QDs复合物可用于了血糖的多种模式检测，包括荧光光谱检测、裸眼可视化分析及纸芯片分析等。由于GOx的保护作用，该复合物可以很好地用于血糖实际样本分析。最后，将环炔基-DNA功能化量子点（DBCO-DNA-QDs）用于HeLa细胞的快速特异性标记，可通过寡糖代谢工程（非天然糖基）的方法，实现对HeLa细胞的高效无损标记，然后通过点击化学反应实现HeLa细胞的量子点标记。该方法简单、快速且特异性好，还可用于细菌、细胞及病毒等的特异性标记。

图示例：

点击化学量子点的合成及应用示意图

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小结.

该研究提出了一种快速、高效的点击化学量子点制备方法，该方法制备的点击化学量子点具有水合粒径小、量子产率高且稳定性好等优异性能。N3-DNA-QDs可用于葡萄糖氧化酶的高效标记，且标记后，量子点与葡萄糖氧化酶的稳定性得到了提升，葡萄糖氧化酶的活性也得到了提高；DBCO-DNA-QDs用于HeLa细胞的标记，标记效率高且选择性好。该探针在其他生物分子的标记方面也有一定的应用前景，如细菌、细胞及病毒等。