雜原子摻雜碳點的綠色合成及其生物應用.pdf

1、2004年，科學家發(fā)現(xiàn)了一種新型的不含重金屬的熒光納米材料——碳點。由于碳點毒性低，綠色環(huán)保，合成方法簡單且成本低，自發(fā)現(xiàn)以來，就備受研究者的青睞。碳點所呈現(xiàn)出的獨特的光學和物理化學性質(zhì)推動了新型成像探針技術(shù)和生物傳感平臺的發(fā)展。本論文研究中選用不同的綠色原料，通過溫和、簡單的一步反應，制得了雜原子摻雜的發(fā)光性能優(yōu)異的碳點，并考查了其作為熒光探針在細胞成像中的應用。本論文的主要內(nèi)容如下:
　　(1)以廉價易得的蔬菜(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，碳點分散均勻，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，碳點表面富含-COOH，-OH和-NH2，使得碳點具有很好的水溶性。金屬離子響應實驗表明，該碳點無需進一步修飾就可以實現(xiàn)對銅離子的選擇性檢測。MTT實驗結(jié)果證明，該碳點對細胞幾乎是無毒的。我們將碳點溶液處理后的大腸桿菌細胞和HeLa細胞置于熒光顯微鏡下觀察，激光共聚焦成像結(jié)果證實了碳點作為生物成像劑的

3、可行性。
　　(2)以銀杏葉作為原料，通過簡便的一步水熱碳化得到了氮硫共摻雜碳點。我們對反應溫度進行了優(yōu)化，并對優(yōu)化后制得的碳點進行了性能表征。TEM結(jié)果顯示，我們合成的碳點平均粒徑為2.22 nm，晶格間距為0.202 nm。紅外光譜和XPS數(shù)據(jù)顯示，碳點中成功摻入了氮元素和硫元素。當碳點溶液的pH和離子強度發(fā)生變化時，其熒光強度并未發(fā)生明顯的改變。碳點的細胞毒性測試結(jié)果顯示，隨著碳點濃度的增加，細胞存活率并沒有明顯降低。最后，

4、我們將碳點溶液用于HeLa細胞和KYSE410細胞成像，結(jié)果表明，銀杏葉合成的碳點溶液適于用作熒光探針，進行生物成像。
　　(3)以銀杏果作為單一碳源，水作為溶劑，無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。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