背景与原理

CdSe/ZnS量子点（QDs）是胶体半导体纳米晶，由硒化镉（CdSe）核心外包覆硫化锌（ZnS）壳层构成。ZnS壳层可钝化CdSe核表面的陷阱态，相较于裸CdSe纳米晶，显著提高量子产率和光稳定性。

荧光发射波长由量子限域效应决定：粒径越小，发射波长越短（蓝移）；粒径越大，发射波长越长（红移）。这种尺寸可调性，结合宽激发谱和窄且对称的发射峰，使CdSe/ZnS量子点非常适合多重成像和比率型传感实验。

与传统有机荧光团相比，CdSe/ZnS量子点具有更强的抗光漂白能力和纳秒量级的延长荧光寿命，可支持时间门控检测策略，从而降低自发荧光背景干扰。

所需材料与设备

• CdSe/ZnS量子点（货号：C139725）
• 与该批次QD表面配体相容的适当水性或有机溶剂（请参阅产品规格说明书确认）
• 棕色微量离心管或避光小瓶
• 涡旋混合仪及微量离心机（离心力≥10,000 × g）
• 紫外灯或荧光分光光度计（用于发射峰验证）
• 惰性气体管线（氮气或氩气，用于对气氛敏感的操作）
• 个人防护装备（PPE）：丁腈手套、实验服、护目镜
• 生物安全柜或通风橱（用于处理含镉材料）

注意：CdSe/ZnS量子点含有重金属镉，属于危险物质。请遵照所在机构的化学品卫生计划及当地法规进行安全操作和废弃物处置。

分步实验方案

第一步：收样与初步检查

1. 收货后检查包装是否损坏，确认小瓶密封完好，目视无聚集或沉淀。
2. 从检验合格证书（CoA）记录批次号、浓度和发射波长。
3. 立即转移至2–8 °C避光保存。

第二步：工作液配制

1. 开瓶前，将量子点原液小瓶在室温下平衡约15分钟，以防止冷凝水污染样品。
2. 轻轻涡旋原液10–15秒，使沉降的纳米颗粒重新分散。除非说明书特别规定，否则不得超声处理，因为长时间超声可能损坏ZnS壳层。
3. 将原液在兼容缓冲液或溶剂中稀释至所需工作浓度。对于水相量子点，通常使用PBS（pH 7.4）。请参阅产品CoA确认溶剂兼容性。
4. 使用前对稀释液进行短暂离心（1,000 × g，2分钟），以去除宏观聚集体。

第三步：荧光验证

1. 用紫外灯（365 nm）照射少量样品（2–5 µL），确认发出明亮、预期颜色的荧光。无荧光发射或颜色异常偏移可能表明样品降解或激发条件不正确。
2. 定量实验时，测量吸收光谱，并使用CoA提供的消光系数计算浓度。用荧光分光光度计记录发射峰波长，以确认该批次的性能。

第四步：生物偶联（如适用）

1. 确认量子点表面已功能化所需反应基团（如羧基、氨基或链霉亲和素），以匹配目标生物分子。
2. 根据表面化学选择标准EDC/NHS偶联或链霉亲和素–生物素偶联方案。通过实验优化量子点与生物分子的摩尔比，以减少非特异性结合。
3. 通过尺寸排阻色谱或超速离心纯化偶联物，以去除游离的未偶联生物分子。

第五步：成像或检测实验

1. 使用远低于量子点发射峰的激发波长（例如，405 nm或488 nm激光线通常适用于可见光范围的量子点）。
2. 在多重实验中，设置检测器带通滤光片以匹配量子点发射峰，并尽量减少光谱串扰。
3. 采用适合该批次发射范围的标准落射荧光或共聚焦显微镜设置进行图像采集。

储存、稳定性与安全注意事项

储存：CdSe/ZnS量子点应于2–8 °C避光保存。避免反复冻融循环，以防止聚集和量子产率下降。如需长期储存，应在惰性气氛（氮气或氩气）下保存，以尽量减少ZnS壳层的氧化降解。

稳定性：在正确储存条件下，量子点自生产之日起通常可稳定保存12个月；但请以产品标签上的具体有效期为准。降解迹象包括发射光谱红移或展宽、荧光强度下降或出现可见沉淀。

安全性：镉是有毒重金属，也是已知的人类致癌物（IARC 1类）。所有含镉材料的操作均应在通风良好的通风橱或生物安全柜中进行。全程佩戴适当的个人防护装备。废弃物须依照所在机构及政府的危险废物法规处置。使用前请参阅安全数据表（SDS）获取完整的危害信息。

故障排除