雜原子摻雜碳點(diǎn)的綠色合成及其生物應(yīng)用.pdf

1、2004年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新型的不含重金屬的熒光納米材料——碳點(diǎn)。由于碳點(diǎn)毒性低，綠色環(huán)保，合成方法簡(jiǎn)單且成本低，自發(fā)現(xiàn)以來(lái)，就備受研究者的青睞。碳點(diǎn)所呈現(xiàn)出的獨(dú)特的光學(xué)和物理化學(xué)性質(zhì)推動(dòng)了新型成像探針技術(shù)和生物傳感平臺(tái)的發(fā)展。本論文研究中選用不同的綠色原料，通過(guò)溫和、簡(jiǎn)單的一步反應(yīng)，制得了雜原子摻雜的發(fā)光性能優(yōu)異的碳點(diǎn)，并考查了其作為熒光探針在細(xì)胞成像中的應(yīng)用。本論文的主要內(nèi)容如下:
　　(1)以廉價(jià)易得的蔬菜(上海青)作為原

2、料，采用一步水熱合成法成功制得氮原子摻雜碳點(diǎn)，碳點(diǎn)分散均勻，平均粒徑為1.8 nm，發(fā)光性能好，量子產(chǎn)率高。紅外光譜和光電子能譜分析顯示，碳點(diǎn)表面富含-COOH，-OH和-NH2，使得碳點(diǎn)具有很好的水溶性。金屬離子響應(yīng)實(shí)驗(yàn)表明，該碳點(diǎn)無(wú)需進(jìn)一步修飾就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)銅離子的選擇性檢測(cè)。MTT實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，該碳點(diǎn)對(duì)細(xì)胞幾乎是無(wú)毒的。我們將碳點(diǎn)溶液處理后的大腸桿菌細(xì)胞和HeLa細(xì)胞置于熒光顯微鏡下觀察，激光共聚焦成像結(jié)果證實(shí)了碳點(diǎn)作為生物成像劑的

3、可行性。
　　(2)以銀杏葉作為原料，通過(guò)簡(jiǎn)便的一步水熱碳化得到了氮硫共摻雜碳點(diǎn)。我們對(duì)反應(yīng)溫度進(jìn)行了優(yōu)化，并對(duì)優(yōu)化后制得的碳點(diǎn)進(jìn)行了性能表征。TEM結(jié)果顯示，我們合成的碳點(diǎn)平均粒徑為2.22 nm，晶格間距為0.202 nm。紅外光譜和XPS數(shù)據(jù)顯示，碳點(diǎn)中成功摻入了氮元素和硫元素。當(dāng)碳點(diǎn)溶液的pH和離子強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)，其熒光強(qiáng)度并未發(fā)生明顯的改變。碳點(diǎn)的細(xì)胞毒性測(cè)試結(jié)果顯示，隨著碳點(diǎn)濃度的增加，細(xì)胞存活率并沒(méi)有明顯降低。最后，

4、我們將碳點(diǎn)溶液用于HeLa細(xì)胞和KYSE410細(xì)胞成像，結(jié)果表明，銀杏葉合成的碳點(diǎn)溶液適于用作熒光探針，進(jìn)行生物成像。
　　(3)以銀杏果作為單一碳源，水作為溶劑，無(wú)需額外添加表面鈍化劑，分別使用微波法和水熱法制得雜原子摻雜碳點(diǎn)。我們比較了微波法和水熱法得到的產(chǎn)物的發(fā)光性能及粒徑、形貌差異，發(fā)現(xiàn)微波合成產(chǎn)物平均粒徑為2.82 nm，晶格間距為0.23 nm;水熱合成產(chǎn)物平均粒徑為3.81 nm，晶格間距為0.21 nm。TEM圖顯