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)。     

荧光碳点在分析检测中的研究进展

碳点是一种具有强荧光、低毒性、荧光波长可调、无光闪烁等特性的新型荧光纳米粒子。经过近年来的发展,碳点的制备方法逐渐多样化,合成过程更加快捷、简便;使其在生化传感、环境检测等领域中得到了广泛应用。该文简述了碳点的特性及制备方法,综述了荧光碳点在金属离子、阴离子、有机小分子及生物大分子检测中的研究进展,最后提出了其发展过程存在的问题并对其应用前景进行了展望。     

水热法新型水溶性荧光碳点的制备及其性能研究

以阿拉伯糖和磷酸酪蛋白肽进行水热反应,制备水溶性多色荧光碳点,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)和X射线衍射(XRD)等对所制备碳点的粒径大小、吸收光谱、发光性质、表面基团等进行表征,并考察了其性能和对不同金属离子的识别作用。结果表明:制备的荧光碳点平均粒径为4.62 nm,其紫外最大吸收波长为281 nm,XRD峰值约为21°,可在紫外灯下发出明亮的荧光,最大发射波长为414 nm,且呈荧光多元发射。红外光谱分析表明存在—COOH,—NH2和—OH基团。该荧光碳点具有良好的性能,且对Cu2+和Fe3+有较强的选择性识别作用,其原因可能是荧光碳点的聚合导致粒径增大从而使荧光强度减弱。该碳点有望作为荧光探针用于检测分析和生物成像等领域。     

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。     

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.     

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。     

水热法一步合成氮掺杂碳点及其应用于Cu(Ⅱ)离子检测

采用水热法以聚乙烯亚胺为原料一步制备氮掺杂荧光碳点。紫外-可见吸收光谱、荧光光谱以及透射电镜显示,所制备的碳点荧光性能优异、分散性好、且无团聚现象。Cu(Ⅱ)对所得的碳点表现出选择性荧光猝灭效果,这种现象可用于Cu(Ⅱ)检测。在0.1 mol/L PBS溶液中,荧光碳点的荧光强度随着Cu(Ⅱ)浓度的增加逐渐减弱。该方法对Cu(Ⅱ)检测的线性范围为50~150 μmol/L,检出限为10 μmol/L。细胞毒性测试结果表明,不同浓度的碳点对细胞活性影响均较小,其细胞毒性低。以上结果说明该碳点能成功检测Cu(Ⅱ)且细胞毒性低,在生物传感方面有潜在应用价值。     

碳量子点的有效掺杂及其在TNP检测中的应用

以葡萄糖为碳源,半胱氨酸盐酸盐为氮、硫共掺杂剂,分别采用热解法和水热法制备了两种氮、硫共掺杂的碳量子点(N,S-CDs),并比较了用这两种方法制备碳量子点的荧光性能及其对2,4,6-三硝基苯酚的荧光响应。结果表明,与水热法制备的碳量子点(H-CDs)相比,由热解法制备的碳量子点(T-CDs)具有更高的荧光量子产率和更长的荧光发射波长,对TNP的响应具有更高的选择性。因此,基于T-CDs构建TNP的荧光传感体系,该方法对TNP检测的线性范围为0.05～50μM,检出限为18.85 nM。此外,将该荧光探针用于水样中TNP的检测,加标回收率为97.82%～114.50%,表明该探针可用于实际水样品中TNP的检测。     

荧光碳点的制备方法及其在生物医药领域应用的研究进展

近年来,随着科学技术的不断发展,人们对于纳米碳材料的探索与开发日益增多。荧光碳点作为一种新型的纳米碳材料逐渐出现在大众视野之中,因其具有优异的光学特性、物理与化学性质均较为稳定、生物相容性高,同时拥有高效、无毒或低毒的制备方法而在药物载体、生物成像、探针检测等领域均得到了广泛的应用。本文针对近年来荧光碳点制备方法以及其在生物医药领域的应用进行综述,对荧光碳点的研究前景进行了展望。     

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。     

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。     

荧光碳点的制备及应用研究进展

荧光碳点是一种新型的荧光纳米材料。它不仅具有优良的光学性能,而且具有良好的生物相容性,易于实现表面功能化,在生物传感、荧光探针等领域具有很好的应用潜力。本文就近几年来荧光碳点的研究进行了综述,简述了碳点的特性,着重介绍了荧光碳点制备和应用的最新进展,对碳点发展过程中尚待解决的问题进行了总结,并对未来的发展方向进行了展望。     

荧光碳点探针的合成、性质及其在生物成像中的应用

荧光碳点探针是近几年来发展起来的一种新型荧光探针，具有传统有机染料、荧光染色蛋白及一般荧光纳米材料无法比拟的独特优势，如具有良好的水溶性、化学惰性、低毒性、易于功能化、抗光漂白性、可调谐和生物相容性等优异性能，因而引起研究者的广泛关注。目前已发展水热法等近十种较为经济便捷的方法，可进行大规模的荧光碳点制备，在细胞功能研究及细胞表面和内部功能分子的探测、组织的成像、病菌的定位等方面得到了较为广泛的应用。笔者对近年来荧光碳点的合成方法、依赖于碳点尺寸和波长等性质的发光性能，以及荧光碳点在生物成像等方面的应用作一简要综述，并对其在药用植物病理方面的应用提出展望，期望为丰富荧光碳点在生物成像领域的应用提供一定的借鉴和参考。     

碳点荧光探针的制备及其在食品分析中的应用

碳点作为一种新型荧光碳纳米材料,具有优良的光学性能和小尺寸特性,以及良好的生物相容性、低毒性以及易于实现表面功能化等特点,是潜在的可以代替传统半导体量子点等荧光探针的良好选择.基于其独特的荧光特性和高灵敏度,碳点荧光探针在食品分析领域具有很好的应用潜力.本文对近年来荧光碳点的研究进展进行了综述,简述碳点的性能并对碳点的制备方法进行总结对比,重点介绍了碳点荧光探针在食品分析领域的应用,对目前碳点应用的限制进行了分析,对其发展前景和展望.     

玛卡荧光碳点的合成及用于苦味酸的荧光检测

以玛卡为碳源,采用水热法制备荧光碳点。碳点水溶液在激发波长为315 nm时,最大荧光发射波长为425 nm。在玛卡荧光碳点的磷酸盐缓冲液(0.2 mol/L,pH 5.8)中,加入苦味酸,其荧光被猝灭,基于此建立了以玛卡荧光碳点为荧光探针测定苦味酸的方法。本方法检测苦味酸的线性范围为0.4~80 mmol/L,相关系数为0.9978,检出限为110 nmol/L(S/N=3),本方法线性范围宽、灵敏度高、响应快(2 min内),选择性和抗干扰能力良好。用于实际水样中苦味酸的检测,加标回收率为92.0%~110.0%,结果令人满意。     

新型染料碳点的制备及荧光比色法特异性识别Hg2+

报道了一种简便、低成本制备水溶性染料碳点的方法.将甲基紫和柠檬酸混合通过一步水热法制备染料碳点(MV-CDs).利用紫外光谱、荧光光谱、红外光谱、XPS和DLS对MV-CDs进行表征.研究表明,加入Hg~(2+)后,MV-CDs溶液的蓝色消失,但出现了绿色荧光且其强度随Hg~(2+)浓度的增加而增加.因此,MV-CDs通过比色和荧光法特异性检测Hg~(2+),具有较高灵敏度和较低检出限.利用标准加入法对自来水和矿泉水中的Hg~(2+)进行测量,取得满意的回收率.因此,MV-CDs可作为特异性检测Hg~(2+)的纳米探针.     

青柿子粗提物简易制备荧光碳点及对Fe~(3+)的检测

以青柿子(Diospyros Kaki L. f)提取物作为碳源,通过水热法简易制备荧光碳点,并对其进行表征。结果显示所制备的碳点为类圆球颗粒,平均粒径为15. 39 nm。X射线衍射(XRD)表明该碳点为类石墨烯的无定形碳材料;光电子能谱(XPS)表明其构成元素较复杂,但以碳点为主的元素均有表达,且符合一般碳点材料的元素组成;该碳点表面含有羟基、羧基和氨基等活性基团;在350 nm处有紫外吸收,具有激发波长依赖性特点荧光,最大激发波长为355 nm,最大发射波长为445 nm;在355 nm激发波长下,其光谱发射在p H5. 0～11. 0范围内具有稳定的荧光。该碳点在365 nm紫外光照射下,表现出较强的蓝色荧光,对Fe3+具有较好的特异识别能力,可用于Fe3+的荧光检测。Fe3+浓度在0. 45～50μmol/L范围内与PM-CDs的荧光强度呈线性关系(r2=0. 923 4)。试验在碳点纯化方面存在局限,需进一步探讨生物质材料碳点纯化方式,提高目标分析物的识别位点保有量,获得高效检测目标。     

溶剂热插层法制备荧光石墨相氮化碳量子点及其在Fe3+检测中的应用

利用溶剂热法, 基于氢氧化钾的插层作用制备了荧光氮化碳量子点(g-C₃N₄ QDs). 所获得的氮化碳量子点具有良好的水溶性和荧光稳定性. 透射电子显微镜(TEM)照片显示, 氮化碳量子点的粒径约为2.3 nm; X射线光电子能谱(XPS)和红外光谱(FTIR)结果表明, 氮化碳量子点表面存在大量的亲水基团; 荧光发射光谱(PL)结果表明, 氮化碳量子点具有激发波长依赖性. 基于三价铁离子(Fe³⁺)对荧光氮化碳量子点荧光的猝灭现象, 构建了一种用于检测Fe³⁺的荧光传感器, 在Fe³⁺浓度为5~100 μmol/L范围内, 检测体系表现出良好的线性关系, 检出限约为0.5 μmol/L, 实现了对Fe³⁺的高效、 灵敏、 选择性检测.     

基于氮掺杂碳点的荧光增强简便、快速而准确地检测环丙沙星

以苹果酸为碳源,磷酸铵提供氮源,采用固态热解法一步合成一种水溶性的、氮掺杂的蓝色荧光碳点(N-CDs)。 所得到的碳点荧光量子产率高达20.7%,形貌近似球形,平均粒径约为3.3 nm。 基于环丙沙星(CIP)对碳点的荧光增强作用,建立了一种CIP的定量检测方法。 最佳实验参数为:碳点浓度为7.5 μg/mL,pH值为5.9,孵化时间为5 min。 在此实验条件下,碳点的荧光强度增加值(ΔF)和CIP的浓度在0.39~40.00 μmol/L范围内呈良好的线性关系,方法的检出限为0.12 μmol/L,相对标准偏差(n=5)为4.2%。 干扰实验结果指出,除了铜离子具有明显的影响外,其它共存物质的干扰可以忽略不计,而铜离子的干扰可通过加入草酸铵来掩蔽。 最后利用所构建的荧光传感器对实际样品中CIP进行检测,回收率在93%~107%之间。 本研究为CIP定量分析提供了一种简单、快速、灵敏度高、选择性好而有效的测定方法。     

基于聚乙烯亚胺碳纳米点的桑色素比率型荧光探针

利用水热合成法制备了一种基于聚乙烯亚胺的荧光碳纳米点, 用光谱方法研究了其对桑色素的识别作用. 结果表明, 该碳纳米点对桑色素具有比率型荧光响应, 且响应速度快、 选择性和灵敏度高、 抗干扰能力强. 将桑色素加入到碳纳米点溶液中后, 碳纳米点自身的荧光(460 nm)立即被猝灭, 同时在555 nm处出现新的荧光发射峰并逐渐增强; 其新发射峰(555 nm)与原发射峰(460 nm)的强度比值在此过程中呈线性增加. 基于此, 在1.0×10^-6~4.0×10^-5 mol/L浓度范围内, 可实现对桑色素的检测, 该比率荧光响应非常灵敏, 检出限可达3.0×10^-8 mol/L. 另外, 该碳纳米点与常见金属离子、 氨基酸及其它具有类似桑色素结构的黄酮醇均不反应, 显示出对桑色素的高选择性. 该检测方法的荧光强度随桑色素浓度的增加而逐渐增强, 并伴随着由蓝色到黄色的荧光颜色变化, 可实现对桑色素的可视化检测; 同时该碳纳米点还可用于稀释胎牛血清中桑色素的定量检测.