硒化鎘量子點(diǎn)的安全性及在食品領(lǐng)域的應(yīng)用

雷 鵬，何燦霞，劉曉冬，單毓娟*

硒化鎘量子點(diǎn)的安全性及在食品領(lǐng)域的應(yīng)用

雷 鵬，何燦霞，劉曉冬，單毓娟*

（哈爾濱工業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150090）

硒化鎘量子點(diǎn)是目前研究最廣泛的一種量子點(diǎn)，在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)及食品領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用潛力。隨著硒化鎘量子點(diǎn)的廣泛研究及應(yīng)用，硒化鎘量子點(diǎn)的安全性備受人們關(guān)注。本文重點(diǎn)綜述硒化鎘量子點(diǎn)的分類及制備、安全性以及在食品領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問題。

硒化鎘量子點(diǎn)；安全性；食品

過去10年間，具有多種特性的納米粒子在生物技術(shù)、疾病診斷與治療等方面得到了廣泛研究與應(yīng)用[1-5]。量子點(diǎn)（quantum dot，QD）是粒徑小于或者接近激子波爾半徑、直徑在1～100 nm之間，一定量的原子按著某種方式排列而形成的半導(dǎo)體納米顆粒[6-7]。當(dāng)顆粒尺寸進(jìn)入到納米量級(jí)時(shí)，由于其特殊的結(jié)構(gòu)使其具有尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子限域效應(yīng)、協(xié)同效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)等，從而產(chǎn)生一系列不同于其他物質(zhì)的物理、化學(xué)及生物學(xué)特性[8-9]。QD具有的特性包括：有效可見光致發(fā)光、光漂白穩(wěn)定性、激發(fā)光范圍寬、熒光壽命長(zhǎng)、隨粒徑發(fā)射波長(zhǎng)和隨量子大小而發(fā)生改變的發(fā)射波長(zhǎng)以及激發(fā)和發(fā)射光譜之間的斯托克斯位移較大等[10-13]。此外，某些QD還具有天然毒性小、生物相容性好及親水性高等特性[1,14-16]。基于這些優(yōu)良的品質(zhì)，QD已經(jīng)作為一種新的熒光染料，在藥物傳遞[15]、藥物檢測(cè)[17-18]、微生物檢測(cè)[19-21]等方面大量應(yīng)用。用于熒光標(biāo)記的量子點(diǎn)按元素周期表可分為Ⅵ族、Ⅲ-Ⅴ族、Ⅱ-Ⅵ族、Ⅳ-Ⅳ族和Ⅳ-Ⅵ族等，其中Ⅱ-Ⅵ族的半導(dǎo)體納米粒子如鎘量子點(diǎn)已經(jīng)在很多領(lǐng)域應(yīng)用。鎘量子點(diǎn)可分為硫化鎘[22-24]、硒化鎘、碲化鎘[25-26]以及具有殼核結(jié)構(gòu)的硒化鎘/硫化鋅[27]、硒化鎘/硒化鋅[28]、硒化鎘/硫化鎘[13,29]等。本文主要介紹硒化鎘量子點(diǎn)的制備、安全性以及在食品中的運(yùn)用。

1 硒化鎘量子點(diǎn)的制備

硒化鎘量子點(diǎn)之所以被廣泛應(yīng)用，最大優(yōu)勢(shì)在于其發(fā)射波長(zhǎng)范圍寬，即從紅外光譜一直到紫外光譜區(qū)，可以隨著粒子的大小變化。目前，硒化鎘量子點(diǎn)的制備方法主要分為兩種，即在有機(jī)相中合成和在水相中合成。

1.1有機(jī)相中合成

最成功的有機(jī)合成方法之一是在三辛基氧化膦（trioctylphosphine oxide，TOPO）、三正辛基膦（trin-octylphosphine，TOP）和十六烷基胺作為穩(wěn)定劑，與有機(jī)金屬前體反應(yīng)合成。Murray等[30]將1 mL含有13.35 mmol的甲基鎘加入到含有25 mL TOP溶液中形成溶液A；然后將10 mL 1.0 mol/L的TOPSe儲(chǔ)備溶液加入到15.0 mL的TOP中形成溶液B，混合A、B溶液，然后吸入到50 mL注射器里，隨后將混合液一次性快速注射到含有200℃TOPO的燒瓶里，得到在440～460 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)有吸收的深黃/橙色溶液，繼續(xù)加熱（230～260℃），硒化鎘量子點(diǎn)逐漸形成。該學(xué)者所制備的高質(zhì)量硒化鎘量子點(diǎn)具有尖銳的吸收特點(diǎn)和強(qiáng)的“帶邊”發(fā)射波長(zhǎng)，其發(fā)射波長(zhǎng)隨粒徑大小可調(diào)的。Suganthi等[31]以硬脂酸鎘為鎘源，TOPO/TOP為穩(wěn)定劑，合成硒化鎘量子點(diǎn)，平均粒徑為2.5 nm。通過TOPO-TOP的方法所制備的硒化鎘量子點(diǎn)具有高質(zhì)量的光致發(fā)光量子效率、優(yōu)良的單分散性、高的光穩(wěn)定性。但是通過有機(jī)合成法合成的硒化鎘量子點(diǎn)如果對(duì)其表面不進(jìn)行基團(tuán)修飾的話，只能溶于非極性的有機(jī)溶液中，因而很難應(yīng)用于生物技術(shù)領(lǐng)域。盡管通過表面修飾過程可以增加其水溶性，但是所制備的水溶性量子點(diǎn)其量子效率低，同時(shí)表面修飾會(huì)減小硒化鎘的光致發(fā)光。這些缺陷促使學(xué)者們進(jìn)一步探尋其他合成方法。

1.2水相中合成

由于有機(jī)合成法需要無氧、高溫，急需一種比較綠色的合成方法——水相合成法。相比有機(jī)金屬合成方法，水相合成方法是一種有效、簡(jiǎn)便的方法，具有溫和、簡(jiǎn)單、低成本，并且能夠進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)等的優(yōu)勢(shì)[32]。目前，水相中合成的水溶性硒化鎘量子點(diǎn)通常都包括兩個(gè)步驟：首先是制備硒前體分子，然后是合成硒化鎘量子點(diǎn)。Deng Dawei等[11]在N2環(huán)境下，將無水乙醇逐滴加入到硒和硼氫化鈉的溶液中，45℃條件下反應(yīng)生成NaHSe前體；然后加入稀釋的硫酸使其產(chǎn)生H2Se氣體，然后通入到氯化鎘的緩沖液中，在一定溫度下形成硒化鎘量子點(diǎn)。常見的硒前體有H2Se、NaHSe、Na2SeSO3，很容易被氧化，因此這些前體物質(zhì)的生產(chǎn)和保存必須在惰性環(huán)境下。為了克服上述缺陷，Chen Xianfeng等[10,33]創(chuàng)新性地運(yùn)用了一步合成法：將含有0.064 g的Cd(Ac)2·2H2O和50.22 ?L的3-巰基丙酸的溶液（pH 9.3），置于無氧并劇烈振蕩條件下，加入硒酸鈉，然后進(jìn)行100℃回流，最終制成硒化鎘量子點(diǎn)。此法所得的硒化鎘量子點(diǎn)具有更強(qiáng)的光致發(fā)光，粒徑極小，并且最小粒徑的硒化鎘量子點(diǎn)的1s-1s電子躍遷是在345 nm。水相中合成法雖然可以使硒化鎘量子點(diǎn)具有水溶性，但是量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度仍然比不上有機(jī)相中合成，目前量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度測(cè)定，仍然以有機(jī)合成法的熒光強(qiáng)度作為比較。

上述兩種方法所制備的晶體，其晶核形成和成長(zhǎng)必須在相似的體系中，因此不能通過不同的水溶性前體分子合成油溶性的量子點(diǎn)。為達(dá)到該目的，學(xué)者們有設(shè)計(jì)了兩相合成法制備油溶性的硒化鎘量子點(diǎn)。Pan Daocheng等[34]用肉豆蔻酸鎘作為鎘源，溶于甲苯，以水溶性的NaHSe作為硒源，溶于水；兩相混合，硒化鎘量子點(diǎn)在甲苯與水兩相界面中形成；形成的粒子粒徑為1.2～3.2 nm。兩相合成法可以在較低溫度下進(jìn)行的，它不需要有機(jī)合成法所必須的高溫制備環(huán)境，相對(duì)于貴重金屬量子點(diǎn)如Au、Pd等需要低溫的是非常合適的。

2 硒化鎘量子點(diǎn)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用

硒化鎘量子點(diǎn)作為一種新穎的熒光探針，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并達(dá)到了滿意的效果。Ding Liyun等[35]以硒化鎘量子點(diǎn)為敏感膜測(cè)定溶液中的一氧化氮的含量，其最低檢測(cè)限達(dá)到1.0×10-8mol/L。陳莉華等[36]成功合成硒化鎘量子點(diǎn)，并用于標(biāo)記胃蛋白酶。Hong Lei等[37]創(chuàng)新性地將硒化鎘量子點(diǎn)與乳腺癌細(xì)胞共同孵育，量子點(diǎn)優(yōu)先積累在乳腺癌細(xì)胞質(zhì)里；提示硒化鎘量子點(diǎn)將在腫瘤成像與治療上具有強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿?。硒化鎘量子點(diǎn)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用已有很多篇文獻(xiàn)進(jìn)行綜述，在此不再贅述。本文將重點(diǎn)綜述近年來硒化鎘量子點(diǎn)在食品領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.1食源性致病菌的檢測(cè)

我國(guó)食品受到食源性致病菌的污染尤其嚴(yán)重，主要的食源性致病菌有沙門氏菌、大腸桿菌、單增李斯特菌、志賀氏菌等。目前，食源性致病菌快速檢測(cè)手段多是利用免疫學(xué)、代謝學(xué)、分子生物學(xué)和生物傳感器等原理進(jìn)行設(shè)計(jì)[38]。量子點(diǎn)作為一種新的熒光分析法，被認(rèn)為是一種快速簡(jiǎn)便的定量分析檢測(cè)方法。采用水相合成方法，以谷胱甘肽為穩(wěn)定劑合成高穩(wěn)定性的硒化鎘量子點(diǎn)，然后利用化學(xué)偶聯(lián)劑的作用使得量子 點(diǎn)表面基團(tuán)與菌體發(fā)生結(jié)合，成功建立了一種快速簡(jiǎn)便的大腸桿菌檢測(cè)定量分析方法[39]；該方法的檢測(cè)線性范圍為1.0×103～1.0×109CFU/mL，檢測(cè)限為1.0×102CFU/mL。Xue Xiuheng等[40]用巰基乙酸為配體合成高熒光強(qiáng)度、高穩(wěn)定的水溶性硒化鎘量子點(diǎn)，后者可與目標(biāo)細(xì)菌（大腸桿菌、金黃色葡萄球菌）共價(jià)結(jié)合，從而建立了一種快速簡(jiǎn)便的細(xì)菌測(cè)量方法。該熒光測(cè)定方法能夠測(cè)定大腸桿菌與金黃色葡萄球菌的總菌數(shù)范圍為102～107CFU/mL，在1～2 h內(nèi)完成測(cè)定，熒光強(qiáng)度與總菌數(shù)呈現(xiàn)線性關(guān)系。

2.2重金屬殘留的檢測(cè)

食品重金屬污染的事件在我國(guó)屢次出現(xiàn)，例如廣西貴州思的村出現(xiàn)“鎘米”事件，導(dǎo)致50多位患者出現(xiàn)軟骨??；湖南瀏陽鎘污染事件等。重金屬檢測(cè)可以有效地避免誤食含有重金屬超標(biāo)的食品。利用熒光猝滅法可以建立一種重金屬微量檢測(cè)方法。用硒化鎘作為熒光探針，當(dāng)汞離子在1.0×10-6～8.0×10-8mol/L濃度范 圍時(shí)，對(duì)硒化 鎘量子點(diǎn)具有較強(qiáng)的猝滅作用，利用該特性成功建立了食品中汞殘留的靈敏檢測(cè)方法。Chen Shutang等[41]用合成的水溶性硒化鎘量子點(diǎn)檢測(cè)銅離子的濃度，使銅離子的檢測(cè)范圍在2×10-8～3.510×10-7mol/L，最近檢測(cè)限達(dá)到3.4 nmol/L。Sung等[42]基于硒化鎘量子點(diǎn)能與三價(jià)鉻離子發(fā)生強(qiáng)烈的猝滅作用，合成了水溶性硒化鎘量子點(diǎn)并用于測(cè)定鉻離子含量，三價(jià)鉻離子檢測(cè)范圍濃度為0.1～20μmol/L。

2.3農(nóng)藥殘留的檢測(cè)

近年來，硒化鎘量子點(diǎn)用于農(nóng)藥殘留檢測(cè)的研究逐漸增多。針對(duì)多數(shù)農(nóng)藥的脂溶性特性，有學(xué)者采用有機(jī)合成法合成油溶性硒化鎘量子點(diǎn)，利用農(nóng)藥水胺硫磷對(duì)油溶性硒化鎘量子點(diǎn)產(chǎn)生熒光猝滅，建立一種簡(jiǎn)單、快速、直接檢測(cè)水胺硫磷的新方法。該方法中水胺硫磷濃度在2.3×10-7～1.09×10-5mol/L范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系，最低檢測(cè)限為1.1×10-7mol/L[43]。Li Haibing等[44]將分子印跡修飾的納米硅球嵌入硒化鎘量子點(diǎn)用于測(cè)定氯氟氰菊酯含量。硒化鎘量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度隨著氯氟氰菊酯的濃度在0.1～1 000μmol/L內(nèi)增加而線性減少，其最低檢測(cè)限達(dá)到3.6μg/L。

2.4其他食品領(lǐng)域應(yīng)用

硒化鎘量子點(diǎn)除了在以上食品領(lǐng)域應(yīng)用外，在食品組成成分分析、食品酶學(xué)檢測(cè)、化學(xué)性毒性等方法的應(yīng)用也逐漸被嘗試。利用硒化鎘量子點(diǎn)與溶菌酶之間的相互作用，采用共振光散射法建立簡(jiǎn)單快速檢測(cè)溶菌酶的新方法[45]。Jin Weijin等[46]基于氰化物對(duì)硒化鎘量子點(diǎn)的猝滅作用，對(duì)硒化鎘量子點(diǎn)進(jìn)行表面修飾后，用于測(cè)定氰化物的含量，該方法對(duì)微量氰化物很敏感。Wang Xiaoqiong等[47]合成水溶性、高熒光、高穩(wěn)定性的硒化鎘量子點(diǎn)用于檢測(cè)氨基酸?；撬峄紵N（p-sulfonatocalix(n) arene，n=4、6）修飾的硒化鎘量子點(diǎn)對(duì)蛋氨酸特別敏感，用朗格繆爾結(jié)合等溫方程（the Langmuir binding isotherm equation）推導(dǎo)得蛋氨酸在1.0×10-7～5×10-4mol/L內(nèi)呈線性關(guān)系（p-sulfonatocalix(n)arene，n=4）；該量子點(diǎn)還被用于檢測(cè)苯基丙氨酸（p-sulfonatocalix(n)arene，n=6）。這些研究都預(yù)示了硒化鎘量子點(diǎn)在食品氨基酸分析上的應(yīng)用前景。

3 硒化鎘量子點(diǎn)的安全性研究

人工合成的硒化鎘已經(jīng)成為生物醫(yī)學(xué)、食品 檢測(cè)的重要工具。藥物治療、生物檢測(cè)過程甚至是日常的工作生活等都可能使人體暴露在納米量子點(diǎn)環(huán)境中。目前人們對(duì)硒化鎘量子點(diǎn)各方面的認(rèn)識(shí)還不充分，硒化鎘量子點(diǎn)的暴露對(duì)人體健康的產(chǎn)生的潛在威脅還不明確。本文僅對(duì)現(xiàn)有的安全性研究資料進(jìn)行整理分析。

硒化鎘量子點(diǎn)含有鎘重金屬元素，而鎘的毒性研究已經(jīng)超過了50年[48]。鎘離子能夠與線粒體內(nèi)的巰基物質(zhì)結(jié)合，導(dǎo)致氧化應(yīng)激，改變線粒體的通透性，降低線粒體的呼吸作用，可能引起肝毒性[49]。硒化鎘量子點(diǎn)進(jìn)入機(jī)體后，通過生物降解或者光降解而釋放出鎘金屬離子，在機(jī)體內(nèi)經(jīng)過肝腎代謝，可在肝、腎、肺、大腦等器官聚集，從而對(duì)細(xì)胞、組織、器官產(chǎn)生毒性。量子點(diǎn)釋放鎘離子的毒性研究已經(jīng)被廣泛的報(bào)道[48,50-51]。例如Kim等[52]研究在紫外線（ultraviolet，UV）存在下，不同表面修飾的CdSe/ZnSe量子點(diǎn)的毒性，鎘離子與量子點(diǎn)共存時(shí)會(huì)引起更強(qiáng)的細(xì)胞的氧化應(yīng)激反應(yīng)。硒作為人體的一種微量元素，具有對(duì)機(jī)體多種有益的生物學(xué)功能，但硒元素過量，也會(huì)產(chǎn)生毒性作用。人群研究資料表明，當(dāng)人體長(zhǎng)期每天攝入硒4.99 mg可發(fā)生慢性硒中毒。Kirchner等[51]研究了硒化鎘中這兩種離子的毒性效應(yīng)劑量，發(fā)現(xiàn)鎘離子的毒效應(yīng)在（0.4±0.13）μmol/L濃度范圍產(chǎn)生，硒離子濃度在高達(dá)40μmol/L仍然不產(chǎn)生毒效應(yīng)。可見，硒化鎘量子點(diǎn)的毒性基本上是來源于鎘離子的釋放。目前硒化鎘量子點(diǎn)的安全性研究資料也支持上述推論。

3.1體外毒性實(shí)驗(yàn)研究

量子點(diǎn)能夠被細(xì)胞通過內(nèi)吞方式進(jìn)入細(xì)胞，并且優(yōu)先聚集在溶酶體[50]。溶酶體具有較低的pH值，因此在此種酸性條件下，進(jìn)入溶酶體內(nèi)的量子點(diǎn)能夠被破壞，從而釋放出鎘離子。目前認(rèn)為，鎘量子點(diǎn)細(xì)胞毒性作用機(jī)制主要是鎘離子的釋放及其引起的氧化應(yīng)激。Wang Lin等[53]研究了硒化鎘量子點(diǎn)對(duì)腸上皮細(xì)胞Caco-2的毒性作用。結(jié)果表明硒化鎘量子點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致小腸細(xì)胞脫落并且死亡；而量子點(diǎn)的表面修飾以及處理方式可在很大程度上決定硒化鎘的毒性；胃酸會(huì)加強(qiáng)硒化鎘量子點(diǎn)的毒性。Kirchner等[51]的研究表明，硒化鎘量子點(diǎn)對(duì)NPK纖維組織母細(xì)胞的毒性是來自量子點(diǎn)釋放的鎘離子，鎘離子毒性在（0.6±0.12） μmol/L出現(xiàn)；量子點(diǎn)被細(xì)胞吸收的程度直接影響細(xì)胞的毒性。Liang Jiangong等[54]以核酸分子“光開關(guān)”作為探針，分別在有無紫外光下，研究硒化鎘量子點(diǎn)對(duì)DNA作用。結(jié)果表明硒化鎘量子點(diǎn)引起的DNA損傷與硒化鎘量子點(diǎn)釋放的鎘離子無關(guān)，而是由于產(chǎn)生的自由基和活性氧。Tang Mingliang等[55]的研究結(jié)果提示，硒化鎘量子點(diǎn)誘導(dǎo)的小鼠海馬神經(jīng)元細(xì)胞死亡呈劑量依賴性，硒化鎘可導(dǎo)致鈣離子內(nèi)流和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)釋放鈣離子增多，從而使細(xì)胞漿中的鈣含量隨著硒化鎘作用時(shí)間延長(zhǎng)而增多。

3.2體內(nèi)毒性實(shí)驗(yàn)研究

硒化鎘量子點(diǎn)的毒性研究多集中在離體實(shí)驗(yàn)條件下。但是，由于硒化鎘量子點(diǎn)的毒性與其體內(nèi)的分布、代謝、吸收等密切相關(guān)，因此其相關(guān)的整體實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果對(duì)于揭示硒化鎘毒性作用及機(jī)制是至關(guān)重要和不可或缺的。Liu Wei等[56]在小鼠體內(nèi)進(jìn)行了硒化鎘量子點(diǎn)的急性毒性和慢性毒性實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)硒化鎘量子點(diǎn)可以很容易進(jìn)入多種器官，其中肝臟是主要富集的部位；硒化鎘量子點(diǎn)對(duì)肝臟損害作用較明顯，主要表現(xiàn)為：出現(xiàn)無序的肝細(xì)胞索、中央靜脈擴(kuò)張及肝細(xì)胞中丙二醛含量顯著增加；此外還發(fā)現(xiàn)，相同劑量的硒化鎘量子點(diǎn)和鎘離子，硒化鎘的毒性比鎘離子大，提示硒化鎘量子點(diǎn)的生物毒性不僅來自硒化鎘本身，而且來自硒化鎘量子點(diǎn)釋放出的鎘離子。Arslan等[57]研究了巰基修飾的水溶性硒化鎘量子點(diǎn)在小鼠體內(nèi)的代謝及毒性，發(fā)現(xiàn)硒化鎘量子點(diǎn)與鎘離子呈現(xiàn)不同的蓄積特性。水溶性的硒化鎘量子點(diǎn)所釋放的鎘離子在肝腎器官有很強(qiáng)的蓄積，而且腎臟的蓄積作用強(qiáng)于肝臟，而硒化鎘量子點(diǎn)在肝臟蓄積比腎臟多。量子點(diǎn)和鎘離子在肝腎器官的蓄積量隨著量子點(diǎn)使用劑量增大而增多。

4 結(jié) 語

硒化鎘量子點(diǎn)是目前研究最廣泛的量子點(diǎn)。有機(jī)合成方法合成的硒化鎘量子點(diǎn)的性能最好。目前硒化鎘量子點(diǎn)作為新的快速、簡(jiǎn)便、直接的定性定量的熒光探針，已經(jīng)在食品安全的多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，同時(shí)在食品組成成分分析特別是氨基酸分析等方面的應(yīng)用也逐漸嶄露頭角。但是值得注意的是，硒化鎘量子點(diǎn)可能在某些情況下釋放鎘離子，并引起氧化應(yīng)激和主要臟器的損傷。因此，為使硒化鎘量子點(diǎn)在食品領(lǐng)域更為安全和廣泛的應(yīng)用，硒化鎘量子點(diǎn)必須具有良好的水溶性和生物相容性、無毒等基本特性。未來，硒化鎘量子點(diǎn)將在改進(jìn)合成方法、尋求更好的合成原材料以及表面修飾和形成多種殼核結(jié)構(gòu)等方面得到更加長(zhǎng)足的發(fā)展。

[1] CHAO Yimin, WANG Qi, PIETZSCH A, et al. Soft X-ray induced oxidation on acrylic acid grafted luminescent silicon quantum dots in ultrahigh vacuum[J]. Physica Status Solidi (a), 2011, 208(10): 2424-2429.

[2] LIE L H, PATOLE S N, PIKE A R, et al. Immobilisation and synthesis of DNA on Si(111), nanocrystalline porous silicon and silicon nanoparticles[J]. Faraday Discussions, 2004, 125: 235-249.

[3] WANG Qi, BAO Yongping, ZHANG Xiaohong, et al. Uptake and toxicity studies of poly-acrylic acid functionalized silicon nanoparticles in cultured mammalian cells[J]. Advanced Healthcare Materials, 2012, 1(2): 189-198.

[4] HU Kaili, LI Jingwei, SHEN Yehong, et al. Lactoferrin-conjugated PEGPLA nanoparticles with improved brain delivery:in vitroandin vivoevaluations[J]. Journal of Controlled Release, 2009, 134(1): 55-61.

[5] BLANCO E, BEY E A, DONG Ying, et al.β-Lapachone-containing PEG-PLA polymer micelles as novel nanotherapeutics against NQO1-overexpressing tumor cells[J]. Journal of Controlled Release, 2007, 122(3): 365-374.

[6] 季雷華, 高素蓮, 張斌. 量子點(diǎn)的合成、毒理學(xué)及其應(yīng)用[J]. 環(huán)境化學(xué), 2008, 27(5): 679-683.

[7] 張丹寧, 李定云, 孫啟壯, 等. 量子點(diǎn)的制備方法綜述與展望[J]. 渤海大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2010, 31(2): 104-111.

[8] 楊冬芝, 徐淑坤, 陳啟凡. 量子點(diǎn)的熒光特性在生物探針方面的應(yīng)用[J]. 光譜學(xué)與光譜分析, 2007, 27(9): 1807-1810.

[9] 周蓉, 艾立, 余日躍, 等. 納米載藥系統(tǒng)及其在中藥中的應(yīng)用[J]. 亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥, 2007, 3(8): 41-44.

[10] CHEN Xianfeng, HUTCHISON J L, DOBSON P J, et al. Highly luminescent monodisperse CdSe nanoparticles synthesized in aqueous solution[J]. Journal of Materials Science, 2008, 44(1): 285-292.

[11] DENG Dawei, YU Junsheng, PAN Yi. Water-soluble CdSe and CdSe/ CdS nanocrystals: a greener synthetic route[J]. Journal of Colloid and Interface Science, 2006, 299(1): 225-232.

[12] JIN Weijun, COCSTA-FERNANDEZ J M, PEREIRO R, et al. Surface-modified CdSe quantum dots as luminescent probes for cyanide determination[J]. Analytica Chimica Acta, 2004, 522(1): 1-8.

[13] AUBERT T, SOENEN S J, WASSMUTH D, et al. Bright and stable CdSe/CdS@SiO2nanoparticles suitable for long-term cell labeling[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2014, 6(14): 11714-11723.

[14] WANG Qi, NI Hongjun, PIETZSCH A, et al. Synthesis of waterdispersible photoluminescent silicon nanoparticles and their use in biological fluorescent imaging[J]. Journal of Nanoparticle Research, 2010, 13(1): 405-413.

[15] WANG Qi, BAO Yongping, AHIRE J, et al. Co-encapsulation of biodegradable nanoparticles with silicon quantum dots and quercetin for monitored delivery[J]. Advanced Healthcare Materials, 2013, 2(3): 459-466.

[16] CHAO Yimin, SILLER L, KRISHAMURTHY S, et al. Evaporation and deposition of alkyl-capped silicon nanocrystals in ultrahigh vacuum[J]. Nature Nanotechnology, 2007, 2(8): 486-489.

[17] SAI Na, CHEN Yiping, LIU Nan, et al. A sensitive immunoassay based on direct hapten coated format and biotin-streptavidin system for the detection of chloramphenicol[J]. Talanta, 2010, 82(4): 1113-1121.

[18] ZHANG Kui, MEI Qingsong, GUAN Guijian, et al. Ligand replacement-induced fluorescence switch of quantum dots for ultrasensitive detection of organophosphorothioate pesticides[J]. Analytical Chemistry, 2010, 82(22): 9579-9586.

[19] KLOEPFE J, MIELKE R, WONG M, et al. Quantum dots as strainand metabolism-specific microbiological labels[J]. Applied and Environmental Microbiology, 2003, 69(7): 4205-4213.

[20] HU Yaohua, WANG Chengcheng, BAI Bing, et al. Detection of staphylococcus aureus using quantum dots as fluorescence labels[J]. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 2014, 7(1): 77-83.

[21] WANG Hong, LI Yanbin, WANG A, et al. Rapid, Sensitive, and simultaneous detection of three foodborne pathogens using magnetic nanobead-based immunoseparation and quantum dot-based multiplex immunoassay[J]. Journal of Food Protection, 2011, 74(12): 2039-2047.

[22] LEMON B I, CROOKS R M. Preparation and characterization of dendrimer-encapsulated CdS semiconductor quantum dots[J]. Journal of the American Chemical Society, 2000, 122(51): 12886-12887.

[23] WANG Qiang, PAN Daocheng, JIANG Shichun, et al. A new twophase route to high-quality CdS nanocrystals[J]. Chemistry, 2005, 11(13): 3843-3848.

[24] TANG Aiwei, YI Luoxin, HAN Wei, et al. Synthesis, optical properties, and superlattice structure of Cu (I)-doped CdS nanocrystals[J]. Applied Physics Letters, 2010, 97(3): 033112. doi: 10.1063/1.3466664.

[25] BUJAK?, OLEJNIK M, LITVIN R, et al. Fluorescence spectroscopy of semiconductor CdTe nanocrystals: preparation effect on photostability[J]. Central European Journal of Physics, 2011, 9(2): 287-292.

[26] GAPONIK N, ROGACH A L. Thiol-capped CdTe nanocrystals:progress and perspectives of the related research fields[J]. Physical Chemistry Chemical Physics, 2010, 12(31): 8685-8693.

[27] MATTOUSSI H, MAURO J M, GOLDMAN E R, et al. Self-assembly of CdSe-ZnS quantum dot bioconjugates using an engineered recombinant protein[J]. Journal of the American Chemical Society, 2000, 122(49): 12142-12150.

[28] TRIPATHI S, SHARMA M. Synthesis and optical study of green light emitting polymer coated CdSe/ZnSe core/shell nanocrystals[J]. Materials Research Bulletin, 2013, 48(5): 1837-1844.

[29] CHEN Ou, ZHAO Jing, CHAUHAN V P, et al. Compa ct high-quality CdSe-CdS core-shell nanocrystals with narrow emission linewidths and suppressed blinking[J]. Nature Materials, 2013, 12(5): 445-451.

[30] MURRAY C B, NORRIS D J, BAWNDI M G. Synthesis and cha racterization of nearly monodisperse CdE (E= sulfur, selenium, tellurium) semiconductor nanocrystallites[J]. Journal of the American Chemical Society, 1993, 115(19): 8706-8715.

[31] SUGANTHI A R B, JOSHI A G, SAGAYARAJ P. A novel twophase thermal approach for synthesizing CdSe/CdS core/shell nanostructure[J]. Journal of Nanoparticle Research, 2012, 14(2): 1-9.

[32] CHANG Wengui, SHEN Yuhua, XIE Anjian, et al. Controlled synthesis of CdSe and CdSe/CdS core/shell nanoparticles using gemini surfactant Py-16-10-16 and their bioconjugates with bsa[J]. Journal of Colloid Interface Science, 2009, 335(2): 257-263.

[33] CHEN Xianfeng, HUTCHISON J L, DOBSON P J, et al. A one-step aqueous synthetic route to extremely small CdSe nanoparticles[J]. Journal of Colloid Interface Science, 2008, 319(1): 140-143.

[34] PAN Daocheng, WANG Qia ng, JIANG Shichun, et al. Lowtemperature synthesis of oil-soluble CdSe, CdS, and CdSe/CdS coreshell nanocrystals by using various water-soluble anion precursors[J]. The Journal of Physical Chemistry C, 2007, 111(15): 5661-5666.

[35] DING Liyun, FAN Chao, ZHONG Yunming, et al. A sensitive optic fiber sensor bas ed on CdSe QDs fluorophore for nitric oxide detection[J]. Sensors and Actuators B: Chemical, 201 3, 185: 70-76.

[36] 陳莉華, 卜曉英, 文世才, 等. CdSe量子點(diǎn)的合成及標(biāo)記胃蛋白酶的研究[J]. 分析化學(xué), 2007(8): 1211-1214.

[37] HONG Lei, WANG Zhe, YUAN Lin, et al. Subcellular distribution of CdSe quantum dots (QDs) in breast cancer cells[J]. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 2012, 12(1): 365-367.

[38] 封莉, 黃繼超, 劉欣, 等. 食源性致病菌快速檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展[J].食品科學(xué), 2012, 33(21): 332-339.

[39] 蔡朝霞, 阮曉娟, 石寶琴, 等. 水溶性 CdSe量子點(diǎn)的合成及其作為熒光探針對(duì)大腸桿菌的快速檢測(cè)[J]. 分析試驗(yàn)室, 2011(3): 107-110.

[40] XUE Xiuheng, PAN Jian, XIE Huiming, et al. Fluorescence detection of total count of escherichia coli and staphylococcus aure us on watersoluble CdSe quantum dots coupled with bacteria[J]. Talanta, 2009, 77(5): 1808-1813.

[41] CHEN Shutang, ZHANG Xiaoling, ZHANG Qiuhua, et al. CdSe quantum dots decorated by mercaptosuc cinic acid as fluorescence probe for Cu2+[J]. Journal of Luminescence, 2011, 131(5): 947-951.

[42] SUNG T W, LO Y L, CHANG I L. Highly sensitive and selective fluorescence probe for Cr3+ion detection using water-soluble C dSe QDs[J]. Sensors and Actuators B: Chemical, 2014, 202: 1349-1356.

[43] 黃珊, 馬建強(qiáng), 肖琦, 等. 油溶性CdSe量子點(diǎn)熒光探針直接檢測(cè)農(nóng)藥水胺硫磷[J]. 光譜學(xué)與光譜分析, 2013(10): 2853-2857.

[44] LI Haibing, LI Yuling, CHENG Jing. Molecularly imprinted silica nanospheres embedded CdSe quantum dots for highly selective and sensitive optosensing of pyrethroids[J]. Chemistry of Materials, 2010, 22(8): 2451-2457.

[45] 黃珊, 肖琦, 何治柯, 等. CdSe量子點(diǎn)探針共振光散射法檢測(cè)溶菌酶[J].高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào), 2009(10): 1951-1955.

[46] JIN Weijin, FERNANDEZ-ARGUELLES M T, COSTAFERNANDEZ J M, et al. Photoactivated luminescent CdSe quantum dots as sensitive cyanide probes in aqueou s solutions[J]. Chemical Communications, 2005(7): 883-885.

[47] WANG Xiaoqiong, WU Jifang, LI Fengying, et al. Synthesis of water-soluble CdSe quantum dots by ligand exchange withp-sulfonatocalix (n) arene (n= 4, 6) as fluorescent probes for amino acids[J]. Nanotechnology, 2008, 19(20): 205501. doi: 10.1088/0957-4484/19/20/205501.

[48] GHADERI S, RAMESH B, SEIFALIAN A M. Fluorescence nanoparticles“quantum dots”as drug delivery system and th eir toxicity: a review[J]. Journal of Drug Targeting, 2011, 19(7): 475-486.

[49] RIKANS L E, YAMANO T. Mechanisms of cadmium-mediated acute hepatotoxicity[J]. Journal of Biochemical and Molecular Toxicology, 2000, 14(2): 110-117.

[50] CHO S J, MAYSINGER D, JAIN M, et al. Long-term exposure to CdTe quantum dots causes functional impairments in live cells[J]. Langmuir, 2007, 23(4): 1974-1980.

[51] KIRCHNER C, LIEDL T, KUDERA S, et al. Cytotoxicity of colloidal CdSe and CdSe/ZnS nanoparticles[J]. Nano Letters, 2005, 5(2): 331-338.

[52] KIM J, PARK Y, YOON T H, et al. Phototoxicity of CdSe/ZnSe quantum dots with surface coatings of 3-mercaptopropionic acid or tri-n-oc tylphosphine oxide/gum arabic inDaphnia magnaunder environmentally relevant UV-B light[J]. Aquatic Toxicology, 2010, 97(2): 116-124.

[53] WANG Lin, NAGESHA D K, SELVARASAH S, et al. Toxicity of CdSe nanoparticles in Caco-2 cell cultures[J]. Journal of Nanobiotechnology, 2008, 6: 11. doi: 10.1186/1477-3155-6-11.

[54] LIANG Jiangong, HE Zhike, ZHANG Shush eng, et al. Study on DNA damage induced by CdSe quantum dots using nucleic acid molecular“l(fā)ight switches”as probe[J]. Talanta, 2007, 71(4): 1675-1678.

[55] TANG Mingliang, XING Tairan, ZENG Jie, et al. Unmodified CdSe quantum dots induce elevation of cytoplasmic calcium levels and impairment of functional properties of sodium channels in rat rrimary cultured hippocampal neurons[J]. Environmental Health Perspectives, 2008, 116(7): 915-922.

[56] LIU Wei, ZHANG Shuping, WANG Lixin, et al. CdSe quantum dot (Qd)-induced morphological and functional impairments to liver in mice[J]. PLoS ONE, 2011, 6(9): e24406. doi: 10.1371/journal. pone.0024406.

[57] ARSLAN Z, ATES M, MCDUFFY W, et al. Probing metabolic stability of CdSe nanoparticles: alkaline extraction of free cadmium from live r and kidney samples of rats exposed to CdSe nanoparticles[J]. Journal of Hazardous Materials, 2011, 192(1): 192-199.

Review of Safety and Application of CdSe Quantum Dot in Food Field

LEI Peng, HE Canxia, LIU Xiaodong, SHAN Yujuan*
(School of Food Science and Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150090, China)

Cadmium selenide quantum dot (CdSe QD) is currently one of the most widely studied quantum dots, which has broad potential applications in the fields of biology, medicine and food science. As cadmium selenide quantum dot has been widely studied and applied, its safety has gained much attention. This review focuses on the classification and preparation of CdSe quantum dots, as well as their safety and applications in the food field.

cadmium selenide quantum dot; safety; food

TS201.2

1002-6630（2015）11-0240-05

10.7506/spkx1002-6630-201511045

2014-09-16

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目（HIT，IBRSEM，201335）

雷鵬（1992—），男，碩士研究生，研究方向?yàn)槲⒛z囊化與食源性活性因子。E-mail：995842062@qq.com

*通信作者：?jiǎn)呜咕辏?972—），女，教授，博士，研究方向?yàn)槲⒛z囊化與食源性活性因子。E-mail：shanyujuan@hit.edu.cn