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量子点是一种准零维的半导体荧光纳米材料。传统的有机荧光染料相比，量子点具有激发光谱宽、发射光谱窄、发射波长可调、荧光强度高、稳定性强及耐漂白性等优越性。量子点作为一种性能优异的荧光标记物，已广泛地应用于生物分子检测、活细胞/活体标记等方面，已有大量利用量子点标记进行细胞内生物分子的成像和示踪研究的报道。研究量子点进入细胞的途径，对于了解QDs与细胞相互作用的分子机制，更有效地发挥其生物标记的性能具有重要意义。本论文利用活细胞快速共聚焦荧光成像和流式细胞荧光检测技术，在活细胞水平研究了三种不同修饰量子点进入细胞的途径。主要工作包括：
1.利用穿膜肽TAT将QDs输运至细胞内是实现细胞质内分子QDs标记和检测的新方法。我们将目前应用最广的一种商品化的QDs-链酶亲和素修饰CdSe/ZnS QDs(Streptavidin-QDs)与生物素化TAT肽(biotin-TAT)结合，探讨了TAT-QDs复合物的穿膜途径。结果表明，Streptavidin-QDs基本上不能穿过细胞膜，而TAT-QDs能有效地通过能量依赖的细胞内吞作用进入细胞。在使用不同抑制剂的条件下实验：通过高渗处理以及钾离子去除处理抑制网格蛋白介导的内吞；Methyl-β-cyclodextrin及nystatin处理抑制胞膜窖/脂筏介导的内吞；Latrunculin B及amiloride处理抑制大胞饮介导的内吞等，说明TAT-QDs的穿膜途径是脂筏依赖的大胞饮过程。同时将QDs用有机小分子荧光染料FITC替代，实验结果证实与TAT- QDs不同，TAT-FITC通过两种途径：即网格蛋白介导的内吞和脂筏介导的大胞饮进入细胞，因此不同的载体分子将影响TAT的穿膜机制。
2.在同样的实验条件下，研究了羧基化聚乙二醇修饰的CdSe/ZnS QDs(PEG-QDs)进入细胞的途径。它与上节实验中所用的QDs(Streptavidin-QDs)不同之处在于：Streptavidin-QDs是在PEG-QDs上偶联了Streptavidin。实验结果表明PEG-QDs自身就可以穿过细胞膜。通过使用不同内吞抑制剂的实验，结果表明其穿膜途径不是网格蛋白介导的内吞过程，而是通过大胞饮内吞进入细胞。这也说明不同的QDs表面修饰影响其与细胞相互作用的方式。
3.在水溶液中合成了尺寸较小的水溶性单核CdTe QDs，在同样的实验条件下进行其穿膜途径的研究，表明其穿膜途径是能量依赖的内吞过程。CdTe QDs的内吞不受高渗处理、钾离子去除处理、nystatin处理、Latrunculin B及amiloride处理等的影响，MBCD和nacodazole处理显著地抑制了它的内吞。表明CdTe QDs的内吞不是经过网格蛋白介导，它的跨膜传输过程与微管相关，但是否胞膜窖/脂筏或大胞饮介导等还需要进一步确定。
4.初步考察了上述三种QDs对细胞活性的影响，结果表明，所用的实验条件下，TAT-QDs对细胞基本没有影响，PEG-QDs有一定的细胞毒性，CdTe QDs的细胞毒性较大，因为CdTe QDs本身的缺陷以及产生的活性氧所导致。而在进行细胞内吞途径研究的条件下，前两种QDs对细胞活性的影响都不大。