水相一步法合成具有双光子效应的高效橙红荧光聚合物碳点

聚合物碳纳米点是近年来新兴的一种荧光纳米探针,具有较低的生物毒性、良好的水溶性、较高的量子产率、优异的光/化学稳定性以及良好的生物相容性.目前所制备的碳点大都表现出蓝、绿色荧光发射.为实现碳点长波荧光发射,扩大其在生物标记与成像及光电显示方面的应用,本文采用水相一步法交联聚合反应制备了具有橙红荧光发射性质且具有双光子效应的聚合物碳点,发射波长为604 nm,荧光量子产率达到30.64%,并且应用在生物活体成像中.     

水热法一步合成N/P-掺杂碳点及其荧光性能研究

本文采用水热合成法一步合成具有不同荧光性能的N/P-掺杂碳点。利用X-ray光电子能谱(XPS)和透射电子显微镜(TEM)对所得碳点的元素组成和微观形貌进行测试和分析。通过荧光光谱研究了不同碳点的光学性能,并考察了合成体系、碳源和掺杂情况对所得碳点荧光性能的影响。研究表明,通过加入植酸作为磷源成功实现了P-掺杂,所得碳点粒径约为2.3 nm。合成体系和碳源将影响所得碳点的荧光发射光谱和量子产率,通过P-掺杂可使其峰位发生明显移动,并改善碳点的荧光量子产率。     

掺氮高荧光碳点的一步法制备及对痕量Hg(Ⅱ)离子的选择性检测

采用一步水热法制备了一种水溶性的、具有良好荧光性能的掺氮碳量子点(N-碳点),其尺寸大小均匀,约为7 nm。N-碳点的荧光强度随N的掺杂量、水热反应温度、溶液的pH值而改变。在最佳反应条件下所制备的N-碳点的荧光量子产率高达24.4%。该N-碳点作为一种简单、低成本的荧光探针用于检测痕量Hg²⁺,具有高选择性和高灵敏度的特点,其最低检测极限可达到0.02 μmol·L^-1 (4.012 ng)。     

乌头酸基多色荧光碳点的制备及其分析应用

以乌头酸为前驱体,组合掺杂试剂乙二胺和尿素,以水热法和微波法分别制得4种光学性质优良的荧光碳点。荧光光谱显示,所制得的碳点中3种发射蓝色荧光,1种发射黄色荧光。实验选定蓝色荧光碳点中量子产率最高的AAEDA-HT-CDs(绝对量子产率57%)和黄色荧光碳点AAUrea-MW-CDs(绝对量子产率44%)为研究对象,对其粒径分布、元素组成以及表面基团等进行了表征。进一步研究了AAEDAHT-CDs和AAUrea-MW-CDs对金属离子的响应特性和细胞毒性,并将其成功用于细胞成像。     

掺氮高荧光碳点的一步法制备及对痕量Hg(Ⅱ)离子的选择性检测

采用一步水热法制备了一种水溶性的、具有良好荧光性能的掺氮碳量子点(N-碳点),其尺寸大小均匀,约为7 nm。N-碳点的荧光强度随N的掺杂量、水热反应温度、溶液的p H值而改变。在最佳反应条件下所制备的N-碳点的荧光量子产率高达24.4%。该N-碳点作为一种简单、低成本的荧光探针用于检测痕量Hg2+,具有高选择性和高灵敏度的特点,其最低检测极限可达到0.02μmol·L-1(4.012 ng)。     

豆奶粉提取碳点及含碳点荧光纳米纤维的制备

以豆奶粉为碳源, 以有机硅烷为钝化剂, 用水热合成法制备碳点, 采用静电纺丝技术, 以碳点与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)共混溶液为纺丝液, 制备了含碳点的纳米纤维. 通过紫外吸收光谱、 荧光吸收光谱和荧光发射光谱表征了碳点性质. 结果显示, 所得碳点纳米纤维直径分布均匀, 形貌良好, 碳点分散溶液在340~540 nm的紫外光激发下发出强青绿色荧光, 荧光发射峰出现在550 nm处, 并且随着激发波长增加有微弱的红移.     

发绿色荧光碳点的制备并用于Pb2+的灵敏检测和细胞成像

碳点作为一种新型的荧光纳米材料,与传统的半导体量子点相比具有优异的生物相容性、低毒性、易修饰等优点,使其在生物医学领域具有广泛的应用前景。本文以L-半胱氨酸和蔗糖为原料,在0.1 mol·L^-1的NaOH溶液中成功的制备出发绿色荧光的碳点(G-CDs),最佳发射波长是515 nm,经表征得出其表面主要还有氨基、羟基和羧基等基团,荧光量子产率高达33.4%,其荧光可被Pb^2+特异性猝灭,最终应用于Pb^2+的灵敏检测,检出限为0.025μmol·L^-1。经MTT法测定G-CDs对人肝癌细胞(SMMC-7721)为低毒性,最后应用到细胞荧光成像中,通过细胞成像技术成功检测细胞中Pb^2+的存在。     

固态荧光碳点的制备

荧光碳点由于其具有无毒、制备成本低以及独特的光致发光性能而引起人们极大的研究兴趣,但是通常碳点的制备和使用均是在溶液中,而且随着碳点浓度的增加其荧光强度可能会降低甚至猝灭,通过简单干燥后得到的固态粉末则常常缺少荧光性质。因此,固态荧光碳点制备及其相关应用的研究相对较少。本文综述了固态荧光碳点的制备方法,包括后处理法(基质分散法、表面工程法)和前驱体直接合成法;对比了各种调控手段处理前后碳点荧光性能的变化情况,总结了各种固态碳点在制备过程中和使用过程中存在的主要问题。最后,针对固态发光碳点的制备方法、性能调控及发展方向进行了展望。开发具有聚集诱导发射增强的碳点是至关重要的,也为固态碳点的发展提供了新思路。     

亲水性荧光碳点的制备及其特异性检测废水中的Fe(Ⅲ)离子

荧光碳点作为一种新型碳材料,广泛应用在光催化、生物成像、靶向给药和电化学等方面。本文使用酵母粉作为碳点合成的起始原料,经微波加热的一锅法获得高效荧光碳点,碳点产率达到55%,其荧光量子产率高达35%。通过荧光光谱、UV-Vis、TEM和FT-IR等表征发现,碳点尺寸在5～10 nm,分散均匀,表面具有丰富的含氮基团,可有效调节共轭平面的电荷密度和带宽能隙。随后考察了碳点在定量检测含Fe~(3+)废水污染物中的应用,发现碳点可作为一种荧光探针在亲水溶液中有效地检测Fe~(3+),当碳点的质量浓度为0. 003%时,有较宽的Fe~(3+)检测范围(2. 5×10~(-7)～0. 52mol/L)、较高的选择性和敏锐性。     

柠檬酸荧光碳点的合成及其在Fe(Ⅲ)检测和细胞成像中的应用

以柠檬酸为原料,采用一步水热法合成荧光碳点。所合成的荧光碳点在310nm激发波长下的荧光量子产率为5.3%,发射光谱随着激发波长红移而红移。透射电镜(TEM)表征显示荧光碳点在水溶液中分布均匀,平均粒径为2.9nm。红外(IR)光谱和Zeta电位结果表明碳点表面有羧基和羟基等活性官能团。Fe(Ⅲ)对这些荧光碳点表现出选择性猝灭效果,这种现象可以用于Fe(Ⅲ)检测。在10mmol/L的HEPES缓冲溶液(pH=7.0)中,荧光碳点的荧光强度随着Fe(Ⅲ)浓度的增加逐渐衰减。该方法对Fe(Ⅲ)测定的线性范围为100~500μmol/L,检出限为112.5nmol/L。细胞成像结果表明,柠檬酸的碳点可进入到B16-F10细胞内,并在405nm和488nm激光照射下发出不同颜色的荧光。以上结果表明该碳点在Fe(Ⅲ)检测和细胞成像方面有潜在应用价值。     

简易法制备高量子产率荧光材料及其应用

选用柠檬酸和三乙烯四胺作为原料,在相对低温下(80 ℃),制备量子产率高达78%的荧光材料。 通过紫外吸收、荧光、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、核磁共振波谱仪(NMR)等技术手段对该体系进行表征。 结果表明,该荧光材料属于非典型性荧光材料,其强荧光性可能源于体系中大量羰基的聚集。 这种高量子产率材料满足制备隐形墨水的要求,在图案化、防伪和光电子设备等领域具有潜在的应用前景。     

两类荧光可调碳点的制备及在防伪油墨上的应用

以不同的氯代烃和胺类为反应原料,在相同反应条件下制备了2类荧光发射波长随激发波长变化而变化的碳点.其中一类碳点的荧光强度随着激发波长的红移呈现类似于高斯曲线的变化趋势(类型Ⅰ),另一类碳点的荧光强度随激发波长变化不规律(类型Ⅱ).通过荧光光谱、透射电子显微镜、X射线光电子能谱和红外光谱对2类碳点的结构和性质进行了表征和比较.考察了类型Ⅱ碳点作为一种新型的荧光油墨在多重防伪领域的应用性能.     

温敏性碳量子点的快速制备、荧光性质及细胞成像应用

以草酸和尿素为碳源,超纯水为溶剂,采用微波方法快速合成了具有热敏性的氮掺杂碳量子点,对其形貌、结构、荧光性质和荧光强度的影响因素,以及细胞毒性进行了测试和讨论,并用于小鼠结肠癌细胞(CT26.WT)成像。结果表明,制备的碳量子点近似球形,粒径约3.8 nm。碳量子点具有良好的温度响应的荧光性质。在10~80℃温度范围内,相对荧光强度与温度之间存在良好的线性关系。随着温度的增加,碳量子点的荧光强度减小,温度从10℃升至80℃,相对荧光强度减少了25%,当温度反向降低时,其荧光强度恢复到原始值。碳量子点温度与荧光强度之间的线性关系,使之在温度响应的荧光传感领域具有潜在的应用价值。对碳量子点进行氮掺杂能有效提高其荧光量子产率,当草酸和尿素质量比为3∶1时,荧光量子产率最高,为9.5%。另外,合成的碳量子点还具有优异的抗盐性能、强稳定性等特点,不仅能有效被CT26.WT细胞吞噬,还显示出低毒性和生物相容性,MTT分析结果表明,在1 000μg·mL~(-1)的碳量子点存在下,CT26.WT细胞存活率达85%,荧光碳量子点有望作为温敏性的荧光纳米探针在细胞研究领域得到应用。     

新型水溶性多色荧光碳点的制备及细胞成像研究

以鸡蛋清和牛奶分别与葡萄糖进行水热反应,制备水溶性多色荧光碳点,通过膜和柱层析分离纯化,利用透射电子显微镜(TEM)、紫外吸收光谱(UV)、荧光光谱(FL)、红外光谱(FTIR)等技术对所制备碳纳米粒子的粒径大小、吸收光谱、发光性质、表面基团进行表征。将所制备的碳点与小鼠黑色素瘤细胞共孵育,进行细胞成像应用评价。结果表明:制备的两种水溶性荧光碳点平均粒径分别为2.5 nm和4.9 nm,可在紫外灯下发出明亮的荧光,紫外最大吸收波长为250 nm。基于鸡蛋清或牛奶与葡萄糖反应制备的多色荧光碳量子点具有良好水溶性,其荧光光谱最大发射波长分别在410 nm和400 nm处,同时在660~800 nm激发波长范围内具有上转换性质,且荧光发射光谱随着激发光波长的增加发生红移。红外光谱表明存在—COOH、—NH2和—OH基团。细胞成像结果表明,在405 nm或488 nm激光照射下,所制备的碳点在细胞内的荧光成像清晰可见,而且在碳点浓度小于2.5 mg/mL时,均表现出较低的细胞毒性。     

氮掺杂鸡毛碳点荧光关开探针用于测定百草枯

以鸡毛和乙二胺为碳源和氮源,通过一步水热法合成强荧光性能的氮掺杂碳量子点(N-CQDs),并优化其制备和掺杂条件。该碳量子点具有良好的光学、结构性质和稳定性,平均粒径7.89 nm,荧光量子产率为14%。最大激发波长为320 nm,最大发射波长为386 nm。Hg²⁺存在条件下N-CQDs溶液的荧光被猝灭(关),添加百草枯后猝灭的荧光被恢复(开)。通过N-CQDs/Hg²⁺体系设计了荧光"关-开"方法,在最佳条件下,百草枯在0.05~1.0μg/mL范围内具有良好的线性,线性方程为ΔF=92.41X+123.31(R²=0.9989),检出限为16μg/L,加标回收率为95.3%~104.4%,RSD<3.8%。以鸡毛为原料制备的高选择性和灵敏性的荧光"关-开"探针方法可有效检测实际样品中的百草枯。     

川木香水热法一步合成荧光碳量子点及光学性能研究

以中药材川木香原药为碳源，采用水热法一步合成了荧光碳量子点。通过水热法实验条件优化，获得制备荧光碳量子点的最佳实验参数，通过透射电镜(TEM)对荧光碳量子点进行形貌表征，通过X射线光电子能谱分仪(XPS)对荧光碳量子点进行元素组成分析，通过荧光光谱和紫外-可见吸收光谱对荧光碳量子点进行了光学性能研究。结果表明：川木香用量1.00 g,水热反应温度180℃,水热反应时间2.0 h时，制备得到的荧光碳量子点光学性能最佳。荧光碳量子点平均粒径为5 nm,主要含有C元素和O元素，最大激发波长为360 nm,对应的发射波长为420 nm,特征吸收峰为280 nm,量子产率为12.9%。     

碳量子点荧光成像法应用于聚丙烯酰胺凝胶电泳检测人血清蛋白质的研究

建立了碳量子点荧光成像法检测聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质如人血清蛋白质的新方法. 通过一步绿色微波法合成的碳量子点并将其应用在聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质的检测中, 通过醋酸-醋酸钠调节孵育溶液, 优化pH值、碳量子点的用量及孵育溶液的浓度等条件, 使碳量子点和蛋白质相结合并在365 nm的紫外灯照射下得到了清晰的人血清蛋白电泳图, 该新方法具有原料便宜易得、无污染、简单、快速、高灵敏度、低背景及高分辨率的优点, 在生物技术方面和纳米技术方面具有巨大的应用前景.     

铝试剂的荧光光谱与荧光量子产率

首次研究了铝试剂的荧光光谱和荧光量子产率,发现pH3至pH12条件下,用紫外光照射铝试剂溶液可以产生荧光,最大激发波长和最大发射波长分别为297nm和409nm,荧光强度与铝试剂浓度之间存在良好的线性关系,线性范围为0.01～3μg/mL,检测下限为0.01μg/mL,以硫酸奎宁为参比,测得铝试剂的荧光量子产率为0.16。     

溶液荧光量子产率相对测量中的某些影响因素

本文结合等吸收点激发-校正荧光发射光谱积分面积比相对测定溶液荧光量子产额法的特点和实际测量体会,讨论了相对法测定溶液荧光量子产率的某些影响因素,诸如吸光度A的控制,λ_(ex)的选择和准确度要求,散射和荧光背景影响,以及标准和未知溶液间浓度的配匹问题,并提出了消除或减少这些影响的方法。     

异元素掺杂碳点的制备及其在生物成像中的应用

荧光碳点具有良好的生物相容性和优良的抗光漂白能力,因此碳点在生物荧光成像方面的应用潜力受到广泛关注,但是碳点相对较低的荧光量子产率和缺乏近红外荧光发射的缺陷限制了碳点在荧光成像分析中的应用.随着异元素掺杂对碳点结构和荧光性质的改善,碳点被越来越广泛地用于生物成像.本文对近年来元素掺杂碳点的合成方法、异元素掺杂对碳点光学性质的影响和元素掺杂碳点在成像分析中的进展进行了综述,并对其应用前景进行了展望.