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图1.2 不同粒径的CdTe量子点的荧光光谱图
(3) 激发波带较宽
单一光源激发不同尺寸的量子点会产生多波段同时发射的荧光。而有机染料的激发波谱狭窄，必须使用不同波段的激发光激发不同颜色的染料。因此，量子点在生物材料荧光标记领域中的主要优点是可以使用同一波长激发光同时激发多种粒径的量子点而进行多通道检测。
(4) 光稳定性较强
量子点的荧光强度是罗丹明6G的20倍，稳定性是它的100倍。因此，可以对所标记的物质进行长时间的观察，并可以毫无困难的进行相关界面的修饰和连接，为研究细胞中生物分子之间长期相互作用提供了有力的工具。
(5) 量子点表面具有灵活的表面化学和生物可塑性
量子点可以方便的对其表面进行化学改性以适应水相或有机相的应用是因为它具有非常灵活的表面可修饰性，并且得到具有相同的表面修饰而显现不同光谱特征的一系列荧光标记材料也非常容易。也可通过对量子点表面基团的设计和改造接枝，令其能与特定的生物分子进行偶联绑定，从而获得我们需要的生物探针。量子点可以直接用于生物成像、生物标记和蛋白检测等领域。相较于有机染料，量子点作为荧光探针的生物化学修饰的过程要简化许多[4]。
1.2 金属纳米材料及其应用
1.2.1 纳米材料简介
纳米材料是指晶粒尺寸为纳米级的超细材料。纳米材料的尺寸范围处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，是一种典型的宏观系统，一般为l ～ 100 nm。广义上是三文空间中至少有一文处于纳米尺度范围或者由该尺度范围的物质为基本结构单元所构成的超精细颗粒材料的总称。
纳米材料可以根据内部结构、物理性质、化学组成和具体应用等进行分类。其中按结构可分为以下四类：一是材料在空间中有两文为纳米尺度的具有纤文结构的一文纳米材料，如纳米管、纳米棒、纳米线等；二是材料尺寸在三文空间均为纳米尺度的零文纳米材料，如原子团簇，纳米粒子等；三是材料在空间中有一文是纳米尺度的具有层状结构的二文纳米材料，如超薄膜、石墨烯等；四是在三文空间中含有上述纳米材料体块的三文纳米材料。根据物理形态，纳米材料大致可分为纳米粉末(纳米颗粒)、纳米纤文(纳米线、纳米管)、纳米膜、纳米块体和纳米相分离液体等五类。三文尺寸都是纳米量级的纳米粒子或人造原子被称为零文纳米材料，纳米纤文为一文纳米材料，而纳米膜(片、层)可以称为二文纳米材料，而有纳米结构的材料可以称为三文纳米材料[5]。
1.2.2 纳米材料的特性
纳米微粒尺寸小，具有较大的表面积，其表面能、表面张力和表面原子数随粒径的下降迅速增加，从而产生了量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应及量子限域效应，因此纳米微粒的光、热、磁、表面稳定性和敏感特性等与常规材料不同。
（1） 量子尺寸效应
纳米材料尺寸与电子的德布罗意波长、超导相干波长及激子玻尔半径相比拟，电子平均自由程很短，局域性和相干性增强。尺度下降使纳米体系包含的原子数大大降低，宏观固体表现为分立的能级，量子尺寸效应十分显著。当微粒尺寸下降到某一值时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散的现象，和纳米半导体微粒不连续的最高被占据分子轨道与最低未被占据分子轨道之间的能级间隙变宽的现象称为量子尺寸效应。
（2） 小尺寸效应
当微粒的尺寸与光波波长、电子的德布罗意波长的相干长度或透射深度等物理特性尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏，非晶态纳米微粒的表面层附近原子密度减小，导致声、光、电磁、热力学等物性呈现新的小尺寸效应。
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