鎘系量子點(diǎn)細(xì)胞毒性的研究進(jìn)展隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用的不斷擴(kuò)展，越來越多的納米材料被應(yīng)用到生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中。其中，鎘系量子點(diǎn)因其遠(yuǎn)紅外熒光、較長的熒光壽命、高顯色度、較小的粒徑和多功能性等特點(diǎn)而備受關(guān)注。然而，鎘系量子點(diǎn)也由于毒理學(xué)方面的潛在風(fēng)險，其在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的安全性和生物相容性已成為一個熱門話題。

鎘系量子點(diǎn)的可溶性和生物存留性是關(guān)鍵因素，對于比較新的納米材料使用建立評估安全性的模型及方法是至關(guān)重要的。近年來，鎘系量子點(diǎn)的生物毒性得到了廣泛的研究，微觀機(jī)制、動物體內(nèi)外代謝與交互、以及它們對人與環(huán)境的影響等方面逐漸明朗。

鎘因其毒性而被限制或禁止在大多數(shù)國家制造或銷售。但在鎘系量子點(diǎn)中的同素異形體能夠發(fā)射熒光，引起了人們的極大興趣。盡管這些量子點(diǎn)比大量的無機(jī)量子點(diǎn)具有更好的量子效率和熒光穩(wěn)定性，但它們?nèi)耘f存在著毒性問題。

鎘系量子點(diǎn)會被代謝在動物和人體內(nèi)，存在和不良效應(yīng)和對生殖系統(tǒng)的影響。具體而言，鎘的存在會對細(xì)胞膜造成直接的損害，導(dǎo)致翻譯活動的抑制，進(jìn)而影響整個生化進(jìn)程。同時，它的生物激活能力可能會導(dǎo)致細(xì)胞凋亡、核DNA修復(fù)途徑的故障，從而導(dǎo)致癌癥的發(fā)生等。因此，研究鎘系量子點(diǎn)的細(xì)胞毒性是非常有必要的。

近些年，許多研究團(tuán)隊已經(jīng)關(guān)注鎘系量子點(diǎn)的細(xì)胞毒性，并圍繞著毒性機(jī)制進(jìn)行研究。不同參數(shù)下的體外和體內(nèi)實驗表明，鎘系量子點(diǎn)的細(xì)胞毒性隨著對應(yīng)的精細(xì)功能化和改性而增強(qiáng)或減弱。在材料學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)等多學(xué)科交叉融合的研究中，針對鎘量子點(diǎn)的生物毒性大量實驗說明表明，鎘量子點(diǎn)的毒性存在很強(qiáng)的尺度依賴性，且容易受到表面功能化和化學(xué)成分等因素的影響。微觀特征會對毒性發(fā)揮起重要作用有需要被進(jìn)一步研究。

在目前的研究中,一些表面功能化的量子點(diǎn)已經(jīng)展現(xiàn)出一定的生物相容性。例如，辛酸配體的引入可以有效地減輕鎘量子點(diǎn)對生物細(xì)胞的毒性，百萬分之一的辛酸化合物的添加使鎘量子點(diǎn)對乳腺細(xì)胞的毒性減弱了近70％。此外，德國團(tuán)隊也證明了ZnO量子點(diǎn)的生物相容性。他們使用ZnO量子點(diǎn)來標(biāo)記酵母celldifferentiationprocess并成功地防止了發(fā)生細(xì)胞損傷。因此在原有的研究基礎(chǔ)上，繼續(xù)開展表面功能化方向的研究是十分必要的。

在未來的研究中，我們需要更多的定量研究來設(shè)計并優(yōu)化生物材料的納米結(jié)構(gòu)。除此之外，也需要特別注意納米結(jié)構(gòu)、分子通過口服和汽化兩種方式進(jìn)入人類體內(nèi)的差異，并相應(yīng)地調(diào)整安全性檢測和風(fēng)險管理策略。此外，對于不同類型的長時效危險對比研究和與城市和工業(yè)污染物的協(xié)同影響研究，則顯得尤為重要。

綜上所述，長期以來，鎘系量子點(diǎn)的毒性問題一直是令人擔(dān)憂的。雖然對于鎘系量子點(diǎn)的毒性機(jī)制還需要進(jìn)一步的研究，但是表面功能化的方向有望提高其生物相容性。短期之內(nèi)的策略是在制備量子點(diǎn)時去除毒性元素鎘，同時采用相關(guān)技術(shù)如PEGylation來控制光電性能。在這個領(lǐng)域需要多學(xué)科的交叉成果，以使該類材料在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用上實現(xiàn)更好的應(yīng)用價值。隨著鎘系量子點(diǎn)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越受到關(guān)注，其生物安全性問題也成為一個熱門話題。表面功能化是提高鎘系量子點(diǎn)生物相容性和降低毒性的重要途徑。

表面功能化是指在材料表面引入一層分子，以改變其物理、化學(xué)和生物性質(zhì)。這種方法可以改善材料的生物相容性、穩(wěn)定性和特定的功能。在鎘系量子點(diǎn)的表面功能化中，常用的方法包括引入官能團(tuán)、包覆有機(jī)層、修飾或涂覆金屬離子或肽等。這些表面功能化的方法可以有效地減輕鎘系量子點(diǎn)的毒性，提高其在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用上的安全性。

為了在生物體內(nèi)穩(wěn)定存在和持續(xù)發(fā)揮功能，表面功能化的鎘系量子點(diǎn)必須具備以下特點(diǎn)：

首先，表面功能化的量子點(diǎn)必須具有良好的生物相容性。這意味著它們在體內(nèi)必須能夠與生物環(huán)境相互作用，并不會引起不良的生物反應(yīng)或副作用。例如，合適的PEGylation改性抑制了其對于血小板的黏附，同時鎘系量子點(diǎn)產(chǎn)生的有效激光功率仍能發(fā)揮優(yōu)異的成像性能，從而提高生物安全性。

其次，表面功能化的量子點(diǎn)必須具有良好的熒光性能。熒光性能是生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中量子點(diǎn)的主要優(yōu)勢之一，因此必須保證功能化后的量子點(diǎn)熒光穩(wěn)定性和強(qiáng)度。通常使用穩(wěn)定性較高的有機(jī)分子進(jìn)行表面修飾。

最后，表面功能化的量子點(diǎn)必須具有良好的靶向性。隨著生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展，鎘系量子點(diǎn)在腫瘤、心血管、神經(jīng)學(xué)等領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。因此，表面功能化的量子點(diǎn)需要能夠與特定的生物分子或細(xì)胞結(jié)合，以實現(xiàn)靶向診斷和治療。

近年來，越來越多的研究證明表面功能化是降低鎘系量子點(diǎn)毒性和提高其生物相容性的有效途徑。例如，研究人員已經(jīng)成功使用羧基化石墨烯修飾CdSe/CdS量子點(diǎn)，使得其對乳腺癌細(xì)胞具有更好的相容性和熒光穩(wěn)定性；同時，PEG化的CdSe/ZnS量子點(diǎn)也成功提高了血液相容性，并在動物實驗中展現(xiàn)了良好的熒光成像性能。

需要注意的是，表面功能化雖然可以降低鎘系量子點(diǎn)的毒性，但也可能會對其光電性能產(chǎn)生影響。因此，在進(jìn)行表面功能化時，必須權(quán)衡這兩方面的因素，尋找最合適的表