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量子點(quantum dot)是在把激子在三個空間方向上束縛住的半導體。有時被稱為“人造原子”、“超晶格”、“超原子”或“量子點原子”，是20世紀90年代提出來的一個新概念。
量子點的主要性質：
(1)量子點的發射光譜可以通過改變量子點的尺寸大小來控制。通過改變量子點的尺寸和它的化學組成可以使其發射光譜覆蓋整個可見光區。以CdTe量子為例，當它的粒徑從2.5 nm生長到4.0 nm時，它們的發射波長可以從510 nm紅移到660 nm。而硅量子點等其他量子點的發光可以到近紅外區。
(2)量子點具有很好的光穩定性。量子點的熒光強度比常用的有機熒光材料“羅丹明6G”高20倍，它的穩定性更是“羅丹明6G”的100倍以上。因此，量子點可以對標記的物體進行長時間的觀察，這也為研究細胞中生物分子之間長期相互作用提供了有力的工具。一般來講，共價鍵型的量子點(如硅量子點)比離子鍵型的量子點具有更好的光穩定性。
(3)量子點具有寬的激發譜和窄的發射譜。使用同一激發光源就可實現對不同粒徑的量子點進行同步檢測，因而可用于多色標記，極大地促進了在熒光標記中的應用。而傳統的有機熒光染料的激發光波長范圍較窄，不同熒光染料通常需要多種波長的激發光來激發，這給實際的研究工作帶來了很多不便。此外，量子點具有窄而對稱的熒光發射峰，且無拖尾，多色量子點同時使用時不容易出現光譜交疊。
(4)量子點具有較大的斯托克斯位移。量子點不同于有機染料的另一光學性質就是寬大的斯托克斯位移，這樣可以避免發射光譜與激發光譜的重疊，有利于熒光光譜信號的檢測。
(5)生物相容性好。量子點經過各種化學修飾之后，可以進行特異性連接，其細胞毒性低，對生物體危害小，可進行生物活體標記和檢測。在各種量子點中，硅量子點具有最佳的生物相容性。對于含鎘或鉛的量子點，有必要對其表面進行包裹處理后再開展生物應用。
(6)量子點的熒光壽命長。有機熒光染料的熒光壽命一般僅為幾納秒(這與很多生物樣本的自發熒光衰減的時間相當)。而具有直接帶隙的量子點的熒光壽命可持續數十納秒(20-50 ns)，具有準直接帶隙的量子點如硅量子點的熒光壽命則可持續超過100μs。這樣在光激發情況下，大多數的自發熒光已經衰變，而量子點的熒光仍然存在，此時即可得到無背景干擾的熒光信號。
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