量子點（QD），又稱半導(dǎo)體納米晶，一般是由II-VI族元素或Ⅲ-Ⅴ族元素構(gòu)成，因其具有獨特的光電性質(zhì)而受到廣泛關(guān)注。QD的熒光性能與其表面化學(xué)結(jié)構(gòu)具有極強的依賴性，研究者們已經(jīng)基于QD的熒光增強或熒光淬滅開發(fā)出了多種檢測分析方法。但是，目前市面上還很難找到基于這些方法的儀器或商業(yè)化產(chǎn)品。其中的一個重要原因是目前開發(fā)的方法大都基于QD溶液或水凝膠，不利于儲存、運輸或現(xiàn)場快速分析，從而限制了這些檢測方法的推廣應(yīng)用。因此，最近研究者們逐漸開始重視 干態(tài)QD檢測分析材料的研究。其中，QD-聚合物干凝膠法是最簡單、最有利于推廣的方法，但在干燥過程中干凝膠體積會發(fā)生明顯收縮，增強QD納米晶間的相互作用（電子耦合或激子轉(zhuǎn)移），最終導(dǎo)致材料的熒光性能大打折扣，限制了該方法的推廣應(yīng)用。另外，由于QD種類繁多，性質(zhì)各異，目前還沒有完善的方法處理廢棄QD。已有報道說明廢棄QD處理不當所帶來的潛在巨大風險不容忽視。
中國科學(xué)院成都生物研究所李幫經(jīng)研究員課題組長期致力于基于環(huán)糊精主客體識別作用開發(fā)新型超分子功能材料的研究。近期，他們發(fā)展了可重復(fù)使用的、具有高熒光保留率的QD干凝膠。基于mSH-CD，通過“一鍋法”成功在CdTe表面修飾上βCD分子，并利用βCD分子與Ad基團的主客體包合作用成功在CdTe表面修飾一層可聚合官能團（ HEMA-Ad@βCD-CdTe）。βCD分子獨特的環(huán)狀結(jié)構(gòu)在CdTe表面構(gòu)成有效空間位阻，顯著抑制了CdTe在高濃度下由于納米晶之間相互作用而導(dǎo)致整熒光強度降低的現(xiàn)象，保證了干凝膠的高QD攜載量。同時，由于CdTe在聚合物網(wǎng)絡(luò)中受到其表面βCD分子和與聚合物鏈相連Ad 基團間主客體包合作用的束縛，即使在干燥過程中水凝膠體積明顯收縮，CdTe納米晶仍保持均一性分散而沒有形成聚集體，保證了得到的干凝膠具有高熒光保留率。不僅如此，主客體包合作用還賦予了干凝膠自愈合性能。制備的干凝膠具有多功能性的特點：不僅可以作為多種芳香類物質(zhì)的定量檢測平臺（以香草醛為例），還可以用于定性分析（例如區(qū)分鄰硝基酚與對硝基酚這兩種同分異構(gòu)體）。使用過的干凝膠通過簡單的處理即可再次使用，減輕了處理廢QD的壓力。此外，還可以向干凝膠內(nèi)引入相應(yīng)的酶而應(yīng)用于生物分析領(lǐng)域。
流程圖