量子点是连接纳米技术与现代生物医学的桥梁，其独特的光学特性使其成为理想的荧光探针材料，广泛用于生物成像、免疫分析、肿瘤诊疗等生物领域。当下，高量子产率的InP量子点在生物应用中成为取代含Cd/Pb系量子点的最佳选择。然而，受InP量子点稳定性和量子产率的限制，导致其在水溶液中的荧光强度、分散性、稳定性等光学性能较差，制约了其作为荧光探针的灵敏度。

针对上述问题，赵美霞教授课题组与申怀彬教授课题组基于氨基磷体系成功制备了量子产率接近100%的InP核壳量子点，水溶液量子产率高达80%以上，以此作为荧光探针用于对肝癌标志物（甲胎蛋白，AFP）的检测，并结合生物成像提高肝癌的诊断效果（图1）。

图1. 以InP量子点作为荧光探针用于肝癌诊断

首先基于氨基膦为膦前驱体发展了一种低氧化缺陷的InP量子点的制备方法（图2）。通过合成过程无羧酸体系的建立，避免了InP表面氧化层缺陷的生成，并为InP后续的壳层生长创造了无水氧环境。最终，得到了量子产率~100%的高稳定红色InP基核壳量子点。

图2. 红色InP核壳量子点的制备及表征

为了解决InP基核壳结构量子点在水相转移后荧光损失严重的问题，作者提出了在水溶液中通过动力学调控生长更厚的ZnS层的策略（图3）。通过对配体交换后的InP量子点和3-巯基丙酸锌的混合水溶液进行紫外辐射，促使ZnS壳层在低温水溶液中生长。该额外的ZnS壳层有效地提高了InP基核壳结构量子点水溶液量子产率(>80%)和稳定性。这种油-水两相法制备水溶液InP基量子点的优点在于：保证了量子点的良好结晶性与光学性能的同时又避免了配体交换造成的荧光损失，有利于实现兼具有高量子产率与高稳定性的水溶性InP基量子点。

图3. 制备兼具有高亮度与稳定性的水溶性InP量子点

随后，通过将AFP抗体与上述InP量子点偶联，制备了高质量的InP基荧光探针。结果表明，该荧光探针可以通过荧光免疫分析技术（QDs-FLISA）应用于AFP抗原的定量检测，检测范围在1-1000 ng/mL，检测限低至0.58 ng/mL（图4）。首次实现了InP基量子点检测灵敏度达到可与Cd系量子点相媲美的水平。

图4. InP量子点探针结合荧光免疫分析法对AFP抗原检测

图5. InP基量子点探针的生物成像应用

此外，该探针可以用来靶向标记HepG2细胞（一种可以表达AFP的肝癌细胞系）并实现体内的靶向肝癌肿瘤成像（图5）。以该兼具有高亮度与稳定性的水溶性InP量子点作为荧光探针，综合免疫分析与生物成像结果，可以提高肝癌的诊断效果。

该工作为促进环境友好型InP基量子点荧光探针在生物医学中的进一步应用提供了有益的探索。相关工作以“Aminophosphate Precursors for the Synthesis of Near-Unity Emitting InP Quantum Dots and Their Application in Liver Cancer Diagnosis”为题发表在Exploration上。博士生张彦斌为论文第一作者，河南大学赵美霞教授与申怀彬教授为论文共同通讯作者。

全文链接：https://doi.org/10.1002/EXP.20220082

上述研究获得了国家自然科学基金(No. 21501044, 61922028, 61874039)、河南省科技厅(No. 222300420411)、河南省科技创新研究团队(No. 20IRTSTHN020)、河南大学青年交叉基金重点项目(No. HDP20230337)、河南大学研究生教育创新计划(SYLYC2023111)的资助。