近年来，近红外二区（NIR-II）荧光材料被广泛应用于深层生物组织成像，其具有分辨率高、成像深度大、信噪比高等优点。在已报道的多种NIR-II荧光探针中，硫化铅（PbS）量子点具有远高于其他材料的荧光量子产率（PLQY），已成功实现快速体内成像。迄今为止，单分散PbS量子点通常在有机相中合成，这不利于材料的宏量制备和生物应用。然而，直接在水相中合成的PbS量子点的尺寸单分散性较差，严重降低了其荧光量子产率。此外，传统方法合成的水溶性PbS量子点的光学性质通常不够稳定。

近日，复旦大学唐云和张凡课题组合作，基于前期在双金属簇合成量子点的积累（J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 16177）提出了一种新的策略：利用双金属簇在分子层面“束缚”Cd²⁺与Pb²⁺离子，直接在水相中共沉淀合成Pb_1-xCd_xS三元量子点，既保持PbS量子点的高量子产率，又借助Cd²⁺与巯基结合能力强、难被氧化的特点，提高材料化学稳定性和光学稳定性。该材料已成功实现低功率密度（10 mW/cm²）激光照射下活体淋巴成像、血管成像以及双通道荧光成像。

首先，Pb_1-xCd_xS三元量子点的合成方法非常简单：预先合成的Pb_4-nCd_nO₄立方烷结构簇作为构筑单元、谷胱甘肽作为配体，两者在碱性水溶液中与硫化钠发生共沉淀反应即可制备。产物尺寸高度均一，粒径分布为4.0 ± 0.2 nm（分散度δ ≤ 5%）。透射电镜（TEM）照片显示：产物呈现类超晶格形式排列，这是目前少有的、水相合成的、颗粒尺寸高度均一的PbS系量子点。该Pb_1-xCd_xS三元量子点发射1100 nm的NIR-II荧光，荧光量子产率可达17.72%，同样优于目前水相合成的其他PbS系量子点。

其次，相较于传统水溶性PbS量子点，水相合成的Pb_1-xCd_xS三元量子点化学稳定性和光学稳定性都显著提升：在4 °C下，以胶体形式存放15天，仍能保持初始量子产率的90.9%；以粉末形式存储5个月，重新分散于水溶液中，荧光无变化。稳定性大幅增加的原因为，引入Cd²⁺后，增强了量子点表面金属离子与配体谷胱甘肽的结合能力，降低了Pb²⁺被氧化的机率。

另外，通过向反应体系中添加氯化钠，可以调节Pb_1-xCd_xS三元量子点的颗粒尺寸，从而获得荧光为1100 nm和1300 nm的两种量子点。凭借较高的荧光量子产率，两种量子点均适用于低功率密度（10 mW/cm²）激光照射下的活体淋巴成像、血管成像以及双通道荧光成像。

更为重要的是，双金属簇水相共沉淀方法具有很好的普适性，未来可以制备更多具有优异性能的多元量子点材料。