组成图示
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传感器类型
综述或非传感器论文
检测对象
无明确分析物；评价对象为人真皮成纤维细胞（HDF），样品基质为DMEM/FBS培养液
检测原理
本文未建立以分析物浓度依赖的传感信号，而是评价微胶囊对量子点细胞毒性的缓解机制。CdSe/ZnS-PEI QD具有荧光，但游离QD可被HDF摄取并进入线粒体等结构，可能通过膜损伤、活性氧（ROS）生成和Cd2+释放引起代谢活性下降与细胞死亡。将QD共沉淀于CaCO3模板内，再经PSS/PAH层-by-layer（LbL）沉积和PLL-g-PEG外层构建半透微胶囊，形成QDMC。PEG终止使表面近中性，减少细胞黏附与内吞；聚电解质壳限制QD释放，但允许小分子和离子透过。因此QD保持细胞外发光，荧光显微镜可读取QD荧光和细胞形态；细胞毒性通过resazurin代谢为resorufin的荧光间接评估。
检测灵敏度
原文未报告LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。
效应效果
QDMC平均直径5.24±1.25 μm，呈单分散球形；封装效率约30.57%，Table 1标称每微胶囊2.05×10^10 QD，结果部分估算约9×10^6 QD/微胶囊。游离QD和CdCl2在0.05–50 nM（QD/QDMC）及20/120 μM CdCl2条件下呈剂量和时间依赖性毒性，而QDMC处理48 h未观察到显著代谢活性变化，空微胶囊也无显著毒性。QDMC不进入细胞，细胞形态保持完整；QD荧光无自猝灭，ex/em 380/545 nm。作者主张微胶囊作为“第一道防线”，在保留QD发光的同时提高生物相容性，可用于细胞外传感与成像。
传感器的构成
- 核心纳米材料：CdSe/ZnS量子点（QD），作为发光信号源，ex/em 380/545 nm
- 量子点表面修饰层：支化聚乙烯亚胺（b-PEI），提供水相分散与正表面电荷，zeta约+29.7±6.2 mV
- 微胶囊模板：碳酸钙（CaCO3）微颗粒，共沉淀包埋QD，后续EDTA溶解形成空腔
- 聚电解质外壳：聚苯乙烯磺酸钠（PSS）/聚烯丙基胺盐酸盐（PAH）10层，LbL构建半透膜，限制QD释放
- 外层终止层：PSS/聚-L-赖氨酸(100)-g[4.5]-聚乙二醇(114)（PLL-g-PEG），近中性表面，减少细胞接触与摄取
- 光学读出：荧光显微镜/共聚焦显微镜，读取QD荧光、细胞形态与摄取（非电极换能）
中文摘要
当CdSe/ZnS-聚乙烯亚胺（PEI）量子点（QD）被微封装在聚合物微胶囊中时，人成纤维细胞可受到保护，免受急性细胞毒性效应。作者比较了微封装与未封装量子点处理后细胞形态、摄取和活力方面的差异。具体而言，位于聚乙二醇（PEG）终止微胶囊内的量子点能够减少与细胞的接触以及被细胞摄取，从而提供一种保留量子点发光性能的工具，可用于细胞外传感和成像等应用。微胶囊作为限制量子点的“第一道防线”，使单个量子点表面涂层的设计可以主要服务于增强生物传感器功能，而不是单纯降低毒性。该策略为纳米生物传感器中量子点的生物相容性工程提供了思路。
英文摘要
When CdSe/ZnS-polyethyleneimine (PEI) quantum dots (QDs) are microencapsulated in polymeric microcapsules, human fibroblasts are protected from acute cytotoxic effects. Differences in cellular morphology, uptake, and viability were assessed after treatment with either microencapsulated or unencapsulated dots. Specifically, QDs contained in microcapsules terminated with polyethylene glycol (PEG) mitigate contact with and uptake by cells, thus providing a tool to retain particle luminescence for applications such as extracellular sensing and imaging. The microcapsule serves as the "first line of defense" for containing the QDs. This enables the individual QD coating to be designed primarily to enhance the function of the biosensor.