影响量子点荧光特性除了量子点尺寸因素外, 其溶液浓度也会对其荧光特性起很重要的作用。但到目前, 还未见到有关量子点CdSe/ZnS在溶液中浓度对其荧光影响的详细报道。为了掌握影响量子点CdSe/ZnS荧光特性的因素及其物理机制, 利用紫外-可见吸收光谱仪和荧光光谱仪测量了尺寸为4 nm的量子点CdSe/ZnS在氯仿中不同浓度下的吸收光谱和荧光光谱, 并侧重研究了量子点CdSe/ZnS的浓度对其发光特性的影响并分析了其物理机制。结果表明量子点对光谱的吸收随其浓度的增加而增大, 但其发光却具有一个最佳浓度2 μmol·L-1。当量子点的浓度>2 μmol·L-1时, 量子点的荧光强度随着量子点浓度的增加而降低, 而当量子点的浓度<2 μmol·L-1时, 量子点的发光强度则随其浓度的降低而降低。其原因主要有两个: (1)荧光猝灭效应;(2)荧光发射与光吸收的竞争效应。当量子点的浓度>2 μmol·L-1时, 由于量子点之间相距太近(仅为94 nm)而引起了荧光猝灭效应, 且其荧光猝灭效应随量子点间距的减小而增大, 且因为吸收过大, 导致受激的量子点并未增加, 因此, 其荧光随浓度的增加而降低。而当量子点的浓度<2 μmol·L-1时, 因为量子点之间的距离足够大, 不再引起荧光猝灭效应, 其荧光强度取决于单位体积内的量子点的个数, 单位体积内量子点的个数越多, 其发光强度越强。因此其发光强度随量子点溶液的浓度降低而降低。

光漂白是光动力疗法(Photodynamic therapy, PDT)中的一个伴随过程, 其存在会影响光敏剂的光敏性能并消耗光敏剂。初步探讨了基于量子点CdSe的光动力疗法中两次给药的问题、给药最佳时间间隔、二次给药的最佳作用参数及正常的与药物处理过的白血病HL60细胞表面的超微结构变化。实验表明, 一次给药在量子点浓度为1.0 μmol/L且18 J/cm2的光剂量作用下, PDT效率达到61.0%; 经过48 h后, 进行二次给药, 在量子点浓度为0.75 μmol/L, 18 J/cm2光剂量作用下, PDT效率达到了72.1%, 较一次给药有了较大幅度提升; 扫描电子显微镜(SEM)观察药物作用前后的白血病HL60细胞表面超微结构, 结果显示, 细胞表面发生了一些显著的变化, 由此推测细胞膜可能是量子点CdSe介导的光动力疗法(CdSe-PDT)灭活白血病HL60细胞的一个重要突破口; 最后对量子点CdSe光致毒性的机制进行了初步探讨。

随着光动力学疗法(photodynamic therapy, PDT)基础研究的不断深入和临床应用的广泛开展, 根据患者的个体差异寻求高性能的光敏剂和精确量化光动力剂量, 已成为亟待解决的难题, 并日渐成为PDT研究的热点。以ZnS包裹的CdSe量子点(CdSe-ZnS)作为光敏剂, 以人前髓细胞(早幼细胞)株HL60为研究对象利用自行设计的光动力疗法反应室进行了PDT实验研究, 获得了HL60细胞的最佳灭活参数: 量子点浓度为2.0×10-6 mol/L, 光剂量为18 J/cm2。实验结果表明, 在此参数情况下, 对HL60细胞的灭活效率可以达到82.9%。