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上转换发光纳米晶的可控制备、表面修饰以及细胞成像研究
近年来，发光纳米晶作为一种新型发光材料，在诊断、智能材料、生物成像和光电子学等领域得到了广泛的研究和应用。其中，可控制备、表面修饰以及细胞成像技术是发光纳米晶应用中的重要研究方向。
一、可控制备
发光纳米晶的制备通常采用化学合成法，常见的有热分解法、溶剂热法、微反应器化学气相沉积法等。其中，热分解法是最常用的方法，由于其简单易操作、成本低廉、产率高等优点，使其成为最具竞争力的制备方法之一。
但是热分解法合成的纳米晶存在着大小分布广泛，形态不规则，表面易受到空气中的杂质和水分的影响等缺点。因此，需要采用可控制备方法，以制备粒径均一、形貌规整、表面光学性能可调节的发光纳米晶。
一种新型的可控制备方法是通过模板法合成有序排列的纳米晶。该方法利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、介孔二氧化硅等作为模板，在不同的反应条件下合成具有不同形状或尺寸的纳米晶。例如，可利用多孔硅模板，在室温或低温下溶剂热法制备出具有不同形状的纳米晶。该方法可以制备出纳米晶表面较为光滑，发光效率高，粒径均一可调的发光纳米晶。
二、表面修饰
发光纳米晶在生物成像领域中的应用必须解决其生物毒性和生物相容性问题。自表面修饰方法被提出后，发光纳米晶的表面修饰就成为了一项热门研究课题。表面修饰可以通过改变纳米晶表面化学性质、引入生物分子等方式来提高其生物相容性和生物稳定性。
1.表面修饰化学结构调控
一种常用的表面修饰化学方法是利用功能分子（如羧基、氨基、硫基等）与纳米晶表面发生化学反应，实现表面化学结构调控的目的。研究表明，以群基为结构单元的发光纳米晶表面，可以易于接枝羧基、胺基、硫基等功能官能团，从而扩展其生物应用前景。同时，通过反应前骨架和骨架模板的选择，可对其形貌大小进行一定程度的调控。
2.生物质表面修饰
将生物质修饰于发光纳米晶表面是实现纳米晶生物相容性的另一种常用方法。包括抗体、核酸、多糖、蛋白质等生物分子的表面修饰。其中以抗体修饰发光纳米晶的生物成像应用研究最为广泛。研究显示，经过修饰的发光纳米晶可以很好地识别目标细胞，具有用于靶向生物标记物、成像、诊断等领域的潜在应用前景。3.纳米离子涂层表面修饰
纳米离子涂层表面修饰是一种实现发光纳米晶生物相容性的新方法。该方法采用离子涂层的方法，将带有离子特异性生物分子（如DNA）的功能性离子涂层于发光纳米晶表面，从而实现对纳米晶表面化学性质的调控。离子涂层能够稳定纳米晶的表面功能官能团，进一步提高纳米晶的生物稳定性和生物相容性。
三、细胞成像
发光纳米晶在细胞成像领域中具有广泛应用前景。其发光性能优异，易于二次改性，可通过靶向修饰等手段实现对细胞选型、作用过程的监测和成像。
其中，一种常见的细胞成像手段是利用荧光共振能量转移（FRET），以发光纳米晶为接受者，结合荧光标记的生物分子（如蛋白质、抗体）为供体，实现对细胞生化微环境变化的实时监测。利用FRET，可以实现对细胞双重信息的获取：分子的定位和分子细胞之间复杂交互作用的监测。
另外，还可以利用荧光显微成像法，是一种常用的纳米晶细胞成像手段。通过选择适当的激发波长，可以实现对细胞内目标分子的高分辨率成像。
综上所述，发光纳米晶的可控制备、表面修饰、细胞成像技术是发光纳米晶应用中的重要研究方向。未来的研究将着重于发光纳米晶材料的自组装和组合化学方法的开发，实现更好的功能化和生物稳定性；同时，开发高效、高灵敏度的发光纳米晶成像技术，为生物医学研究提供更多的应用手段。