生物体内pH值维持稳定对细胞增殖、细胞代谢、分化等过程起着重要作用，pH值异常改变最终会导致各种疾病，如癌症、阿尔茨海默病、亨廷顿病等。因此，细胞内pH值是生物医学应用中的重要生物标志物。癌症中最显著的标志是癌细胞内的pH值较正常细胞高，然而pH改变非常微小，大约只升高0.1-0.4。

课题组设计并合成了一种具有 pH 响应和长荧光寿命的AgInS2 (AIS)/ZnS 量子点，并将这种AIS/ZnS量子点与荧光寿命显微成像(FLIM)结合，用于监测量子点所处生物微环境中的pH变化。该方法在细胞模型和临床宫颈脱落细胞样本中均实现了癌细胞与正常细胞的区分。这种无创筛查新方法与临床传统的液基细胞学方法比较，具有更高的灵敏度和特异性，并能大幅减少工作量、简化流程。

团队设计合成了一种细胞内 pH 传感器AIS/ZnS 量子点，它具有数百纳秒的长荧光寿命和低生物毒性。这种AIS/ZnS 量子点能实现活细胞的荧光标记，并对pH微小差异有敏感的荧光寿命响应。FLIM与 AIS/ZnS 量子点相结合，可以显示细胞不同区域（例如溶酶体或细胞质）中不同的细胞内 pH 值。该方法还可以区分癌细胞HeLa和正常细胞HcerEpic，两种细胞的荧光寿命差异为100±7 ns。最重要的是，用 AIS/ZnS 量子点研究了20 名患者的宫颈脱落细胞，发现正常组与宫颈癌组之间的荧光寿命差值为115±9 ns，正常组与癌前病变组之间的差异值为64±9 ns。AIS/ZnS量子点结合FLIM首次被用于评估宫颈癌筛查能力，具有高灵敏度和高特异性，这种新方法表现出了巨大的应用潜力，并且未来有望推广应用于与pH异常相关的其它多种疾病诊断。

（1）设计并合成了具有 pH 响应和长荧光寿命的 AIS/ZnS核/壳量子点

（2）AIS/ZnS量子点与荧光寿命显微成像(FLIM)结合，可以区分癌细胞HeLa和正常细胞HcerEpic，两种细胞的荧光寿命差异为100±7 ns，进一步验证了正常细胞内的pH低于癌细胞的pH。

（3）用 AIS/ZnS 量子点研究了20 名患者的脱落宫颈细胞，20名参与者根据临床诊断分为四组，包括正常（n = 7）、良性（n = 5）、高级别 CIN（CIN2+，n = 5）和宫颈癌（ n = 3)。发现正常组与宫颈癌组之间的荧光寿命差值为115±9 ns，正常组与癌前病变组之间的差异值为64±9 ns。可以发现，荧光寿命值随着癌症发展的严重程度而降低，这些结果与临床诊断完全吻合。与之对比，细胞液基学(LBC)则有一定的假阴性和假阳性率。因此，这种无创宫颈癌筛查新方法，比传统的筛查方法更有应用前景。并且AIS/ZnS量子点结合FLIM首次被用于评估宫颈癌筛查能力，具有高灵敏度和高特异性，这种新方法表现出了巨大的应用潜力。