8-羥基喹啉功能化量子點憑借8-羥基喹啉的配位特性與量子點的優異熒光性能，在生物成像領域潛力巨大，但復雜的生物環境易引發其熒光猝滅、光漂白等問題。目前可通過優化量子點內核與殼層結構、改良8-羥基喹啉配體及復合高分子材料等策略，從根源上提升其熒光穩定性，適配生物成像的嚴苛需求，具體優化路徑如下：

內核與殼層結構優化，筑牢熒光穩定基礎

量子點的內核晶體質量和殼層防護能力是熒光穩定的核心，8-羥基喹啉功能化量子點可通過內核調控與無機殼層包覆，減少非輻射躍遷和環境對熒光中心的破壞。

內核調控強化發光核心：內核的晶體結構缺陷會加劇非輻射衰減，影響熒光穩定性。研究發現通過內核調控，如制備二十面體錫氧簇結構的8-羥基喹啉基量子點，剛性內核可借助核 - 殼限制效應抑制非輻射衰減，例如Sn₁₂結構的8-羥基喹啉基量子點，熒光量子產率達99.29%，遠超結構不穩定的Sn₁₀量子點（15.43%），這種內核結構的優化為熒光穩定性提供了結構支撐。同時，在合成量子點內核時，精確控制反應溫度、反應物配比等條件，制備尺寸均一、晶體結構完整的內核，能減少非輻射復合中心，降低熒光衰減概率。

無機殼層包覆隔絕外界干擾：量子點表面懸掛鍵易與生物環境中的水分子、離子等作用導致熒光淬滅，包覆無機殼層是有效的鈍化手段，例如對CdSe量子點進行8-羥基喹啉功能化后，再包覆一層ZnS殼層，ZnS的高禁帶寬度可鈍化表面缺陷，同時阻擋外界物質與內核接觸。研究顯示，增加CdSe/ZnS核殼量子點表面ZnS殼的厚度，能減弱8-羥基喹啉配體與量子點間的電荷分離和再結合過程，減少發光強度減弱或淬滅現象，顯著提升熒光穩定性。此外，類似SiO₂的殼層材料也可用于包覆，進一步增強量子點在生物體系中的化學穩定性。

8-羥基喹啉配體改性，提升界面適配性

8-羥基喹啉作為配體，其與量子點的結合強度、自身結構穩定性直接影響量子點的熒光性能，通過配體結構修飾和交換優化，可減少配體脫落和熒光干擾。

功能化修飾增強結合穩定性：對8-羥基喹啉進行官能團改性，既能增強其與量子點的配位能力，又能提升生物相容性以減少環境對熒光的影響，例如將8-羥基喹啉5 - 磺酸（HQS）作為配體制備QS - ZnS:Mn復合納米晶，磺酸基團的引入提升了配體水溶性，使其在生物水環境中不易團聚，且與 ZnS:Mn 內核協同作用實現穩定發光，甚至可通過調節 HQS 用量調控發光顏色。此外，5 - (2 - 甲基丙烯酰乙氧基甲基) - 8-羥基喹啉（MQ）等衍生物作為配體時，其不飽和鍵可增強與量子點表面的相互作用，減少生物環境中配體脫落引發的熒光衰減。

配體配比優化抑制熒光淬滅：配體用量和比例不當會導致量子點表面配體覆蓋不均，引發熒光不穩定。在8-羥基喹啉功能化過程中，需調控配體用量，避免因配體過少導致表面缺陷暴露，或因配體過多引發配體間相互作用干擾熒光，例如在Cd_(1 - x) Zn_xSe_(1 - y) S_y量子點的配體交換中，合理控制它與其他配體的比例，可減少電荷分離帶來的熒光淬滅，維持穩定的熒光發射。同時，可將8-羥基喹啉與巰基丙酸等有機配體協同使用，借助后者的親水性進一步提升量子點在生物溶液中的分散性，間接保障熒光穩定性。

復合高分子材料，構建雙重防護體系

將8-羥基喹啉功能化量子點與高分子材料復合，可借助高分子的物理屏障和分散作用，進一步優化熒光穩定性，同時提升生物相容性。

溫敏性嵌段聚合物復合適配生物環境：通過RAFT聚合法合成含8-羥基喹啉配位單元的溫敏性嵌段聚合物，再與量子點組裝形成雜化體系，這類聚合物不僅能通過配位作用牢固結合量子點，防止其團聚，其溫敏特性還能適配生物體內的溫度環境，保障熒光性能穩定。該雜化組裝體在生物成像中可減少溫度變化帶來的熒光波動，同時聚合物外殼能阻擋生物分子對量子點的侵蝕。

通用高分子包覆強化物理防護：將8-羥基喹啉功能化量子點分散到聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚乙二醇（PEG）等高分子材料中，高分子基質可形成物理保護層，減少光照和生物環境對量子點的影響，例如與PEG復合后，PEG的親水性可提升量子點在水溶液中的分散性，避免團聚導致的熒光淬滅；而PMMA的穩定性則能增強量子點的抗光漂白能力，使量子點在長時間成像光照下，熒光強度衰減顯著減緩。

適配生物環境的工藝調整，減少應用場景損耗

除了材料本身的改性，針對生物成像的特定環境調整使用策略，也能輔助維持熒光穩定性。在細胞或活體成像時，生物體系的pH值波動可能導致量子點表面電荷變化，引發團聚。可通過在8-羥基喹啉分子中引入烷基鏈等疏水基團，降低其對pH值的敏感性，使功能化量子點在pH波動的生物環境中仍保持穩定分散。同時，成像過程中控制光照強度，搭配抗光漂白劑，減少量子點的光氧化損傷；在熒光探針制備時采用水相法，避免有機溶劑殘留對量子點熒光性能的破壞，確保其在生物水環境中穩定發光。

本文來源于黃驊市信諾立興精細化工股份有限公司官網 http://m.becnet.cn/