荧光碳点的合成及其在绿麦隆检测中的应用研究

提出了一种以草木炭为碳源,采用一步水热法合成荧光碳点(CDs)的方法,并将所合成的CDs应用于农田水中绿麦隆的检测。探究了草木炭添加量、过氧化氢浓度、反应p H值、水热温度、水热时间等因素对合成CDs的影响。所合成的CDs最大激发和发射波长分别为340 nm和450 nm,发射光谱随激发波长的增大基本无红移。傅立叶红外光谱结果表明:CDs表面存在大量羟基(—OH)和羧基(—COOH)基团。绿麦隆对合成的CDs表现出选择性荧光猝灭,可应用于绿麦隆的检测。该方法对绿麦隆测定的线性范围为0. 15~3. 15mg·L~(-1),相关系数(r~2)为0. 999 3,检出限为0. 05 mg·L~(-1)。方法用于实际样品分析,加标回收率为93. 3%~112%,相对标准偏差(RSD)不大于4. 9%。实验考察了与绿麦隆结构相似的农药和常见阴阳离子对CDs荧光强度的影响,并对绿麦隆对碳点的猝灭机理进行了探讨。     

荧光碳点对生物体液中姜黄素的检测及细胞成像

本文以廉价易得的橘皮和柠檬酸为原料，通过一步水热法合成荧光碳点(CDs)。对CDs的形貌、结构、元素组成和光学性能等进行了表征，考察了离子强度、光稳定性和储存时间对CDs的影响。所合成CDs为粒径约为4 nm的类球形结构，具有较好的稳定性。通过对CDs与姜黄素(CM)检测体系的选择性实验，发现常见的离子及氨基酸对CM的检测几乎无影响。基于CM对CDs选择性荧光猝灭的现象，构建了检测姜黄素的荧光探针。在最佳实验条件下，该探针对CM检测的线性范围为5～40μmol/L,检出限为9.7 nmol/L。探讨了CDs和CM作用机理，发现其主要是静态猝灭。该CDs应用于健康人体体液(血液、尿液)中微量CM的测定，其加标回收率为104.0%～115.0%。橘皮合成碳点可用于A549细胞进行成像，并表现出低细胞毒性。实验结果表明，该CDs在CM的分析检测以及细胞成像中具有较好的应用价值。     

碳量子点荧光猝灭法检测药物中的异鼠李素

以L-天冬氨酸为碳源,尿素为氮源,采用微波加热法制备荧光碳量子点(CDs),得到的CDs具有球形结构和单一分散性,平均粒径约为5 nm。红外光谱、X射线光电子能谱、紫外和荧光光谱的表征结果表明,合成的CDs具有较高的荧光稳定性,良好的水溶性和对异鼠李素(ISOR)高的选择性。在优化条件下,ISOR浓度在0.22～180 nmol/L范围内时与CDs荧光猝灭程度(I_(F_0)/I_F)呈良好的线性关系,检出限(LOD)为1.32 nmol/L,回收率为90.8%～107%。结果表明,该CDs可用于ISOR的快速、高效、灵敏检测。     

关于碳点性能提升的研究进展

与传统半导体量子点相比,碳点(CDs)由于具有较强的抗光漂白性,可调的发光性能,低毒性和良好的生物相容性而引起研究者的极大兴趣。合成CDs的方法主要包括自上而下法和自下而上法。传统合成方法所制备的裸CDs由于量子产率较低,CDs形成机制不明确,应用也受到一定限制。合成过程中或合成后的修饰可有效提高CDs的量子产率和荧光性能,从而拓宽其在生物成像、探针、光催化剂、生物药物载体、光电材料等领域的应用。本文将对近年来有关CDs的几种修饰方法:形成金属纳米粒子-CDs复合物、杂原子掺杂和表面功能化的理论研究及应用加以综述,并对当前需要解决的问题以及今后的研究发展方向进行了探讨。     

红枣碳量子点荧光探针的制备及对食品中赖氨酸的检测

以红枣为原料,采用热解法制备了荧光碳量子点(CDs),加入表面活性剂增加了CDs的稳定性。用荧光表征CDs的光学性质,透射电镜观察了CDs的外貌特征。结果表明:荧光激发和发射波长分别为335nm/435nm,荧光量子产率为0. 81,碳点平均直径为3. 1nm,由于赖氨酸对碳量子点的荧光具有增敏作用,可以用于食品中L赖氨酸(L-lys)的分析检测。在p H大于7. 6、25℃条件下,L-lys的加入量与(CDs)荧光强度的增加成正比,其线性回归方程为△F=104. 8C-23. 1(C:μmol·L-1)线性范围为10～0. 4μmol·L-1,r=0. 9959,标准偏差为1. 36,检出限3. 9×10-8mol·L-1,该方法简单、准确、选择性好,适用于食品中L-Lys的检测。     

基于天冬氨酸与纤维素碳点材料的合成与性能研究

以羟乙基纤维素为碳源,L-天冬氨酸为氮源,通过一步水热合成法制备氮掺杂碳量子点(CDs)材料.利用红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、荧光分光光谱仪(FS)和紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)对产物进行表征分析,研究了不同氮掺杂含量和氧气对CDs的光致发光性能的影响.结果表明:制备得到的CDs材料表面富含O和N原子;掺杂N原子有效提高了CDs的荧光强度,且荧光强度随着激发波长的增大,呈现先增强后减弱的趋势;其中荧光量子产率最高达到27.5%;CDs材料在无氧环境下的荧光强度要比有氧环境下的大,表明氧气的存在对碳量子点材料表面荧光有猝灭作用.     

硝酸辅助合成水溶性绿光碳点及其在pH测量与Fe~(3+)检测中的应用（英文）

以柠檬酸、甲酰胺与浓硝酸为原料合成了绿色荧光碳点(CDs),对其物相、形貌及荧光性能进行了表征,并研究了其在离子检测及荧光标记方面的应用。结果表明:所合成的CDs呈现良好的水溶性;当以360～460 nm波长的光激发时,该CDs发出明亮的绿色荧光,并且发射峰的位置不随激发光波长而改变,其量子产率高达44.2%;同时,该绿光CDs对pH敏感,体系pH值在4.5～8.5范围内时,其归一化荧光强度与pH间有较好的线性关系;此外,该绿光CDs对Fe~(3+)有较好的选择性响应,在0～1 000μmol·L~(-1)范围内,体系的荧光淬灭效率(I0/I)与Fe~(3+)浓度有良好的线性关系,检出限为9.8μmol·L~(-1)。     

基于碳点与硫黄素T之间的内滤光效应测定Cu(Ⅱ)

本文以柠檬酸(Citric Acid,CA)为碳源,聚乙烯亚胺(Branched Polyethylenimine,BPEI)为钝化剂,采用水热法合成了高荧光量子产率的碳点(Carbon Dots,CDs)。使用紫外-可见光谱、红外光谱、荧光光谱及原子力显微镜等对制得的CDs进行表征。制备的CDs粒径分布均匀,主要在3~6nm之间,量子产率为39.8%。由于CDs的发射光谱和硫黄素T(Thioflavin T,ThT)的激发光谱有很大程度的重叠,基于荧光内滤效应构建了测定Cu(Ⅱ)的BPEI-CDs/ThT体系,该体系测定Cu(Ⅱ)有很高的灵敏度和选择性,线性范围为5.0×10-8~5.0×10-5 mol/L,检测限为1.0×10-8 mol/L。     

碳量子点增强气液相化学发光检测二氧化碳北大核心CSCD

采用一步溶剂热法合成了能够发射绿色荧光的水溶性碳量子点(CDs),并对其进行了透射电子显微镜(TEM)、紫外可见光谱、荧光光谱以及红外谱图等一系列表征。基于该CDs增强的H_(2)O_(2)-KOH-CO_(2)气液相化学发光体系,利用自助研发的气液相化学发光检测仪实现了对CO_(2)气体的实时在线检测。研究了H_(2)O_(2)、KOH以及CDs浓度对发光强度的影响,结果表明当H_(2)O_(2)浓度为0.15 mol/L、KOH浓度为0.40 mol/L以及CDs溶液与KOH溶液体积比为1∶2时所测得的化学发光强度最大。在最优条件下,在0.196~49 mg/L范围内,CO_(2)浓度与发光强度呈现出良好的线性关系;计算得到二氧化碳的检测限为0.049 mg/L;重复检测11次1.96和4.56 mg/L的CO_(2)的相对标准偏差分别为1.46%和0.65%。采用该方法检测CO_(2)具有灵敏度高、选择性好、精密度高以及能够实现连续在线检测等优点。     

以太西煤为碳源合成碳量子点用于铁离子检测的研究

以太西煤为碳源,采用硝酸氧化法辅助水热合成了具有绿色荧光的碳量子点(CDs)。该量子点具有良好的稳定性和水分散性,平均尺寸为3.64 nm。通过透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)、紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)、荧光光谱仪等对碳量子点的结构和光学性能进行表征。基于荧光猝灭原理,在最优检测条件下,Fe3+在0.6×10-6~2.5×10-6mol/L及3.0×10-6~21.0×10-6mol/L浓度范围内与CDs的荧光猝灭效率呈良好的线性关系,Fe3+的检出限为6.7×10-7mol/L。     

含碳点水凝胶荧光试纸的制备及其对Fe~(3+)的检测

本文以柠檬酸三铵和磷酸三钠为原料,采用微波辅助溶剂热法制备碳点(CDs)。采用离子交联方法将CDs负载在海藻酸钠水凝胶中,得到了可用于检测金属离子的荧光试纸CDs-Gel。CDs-Gel发射的荧光强度与CDs含量有关,当CDs含量为3%时,其荧光强度最大。CDs-Gel试纸检测Fe~(3+)时,其荧光强度会随着Fe~(3+)溶液浓度的增加而降低,并发生明显的荧光猝灭现象。不同CDs含量的试纸检测Fe~(3+)浓度的下限不同,最低为10μmol/L。使用过的CDs-Gel试纸经处理可以基本上恢复到原来的荧光强度,因此该CDs-Gel荧光试纸可以重复再利用。这种方法可作为Fe~(3+)的现场和半定量分析技术。     

碳量子点诱导的多形碳酸钙粒子矿化及其形成机理

以在不同的热处理温度下合成的具有可变化学结构的碳点(CDs)为添加剂调控合成矿物碳酸钙。在室温条件下合成了花生状、哑铃状和球形碳酸钙颗粒。用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、荧光光谱仪(PL)和X射线衍射仪(XRD)对样品进行了表征,详细研究了碳酸钙双球粒子的生长过程。CDs表面随处理温度可调变的极性官能团(主要为羧基、醛基、羟基等)被认为是导致合成碳酸钙粒子形貌变化的原因。对碳酸钙双球粒子的生长机理研究表明,Ostwald成熟和定向聚集机制是在CDs存在下最终双球粒子形貌形成的驱动力。     

基于碳点的即时测试方法的研究进展

即时测试(PoCT)方法的应用满足了食品、检疫、临床等多方面的快速、准确、简便的检测需求。碳点(CDs)作为一种新型的纳米材料,因易于制备、粒子尺度小、生物相容性好、低毒而被广泛应用于各种PoCT方法中。基于此,介绍了CDs的制备方法和表征方法,从食品安全、检疫与临床检测方面综述了CDs在PoCT中的应用,并对基于CDs的PoCT方法的发展进行了展望(引用文献95篇)。     

磷光碳点粉末的合成及其在抗背景干扰的潜指纹成像中的应用

以乙二胺、磷酸和硼酸为反应物,采用水热法制备了荧光碳点(CDs)溶液,进一步加热水热反应溶液,获得了磷光CDs粉末。利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见(UV-Vis)吸收光谱和光致发光光谱等对CDs的结构、形貌和尺寸、表面基团与化学组成以及光学特性进行了表征。结果表明,合成的CDs粉末为无定型碳,形貌为单分散的近球形,尺寸分布在3.78~7.64 nm范围之内,其表面存在大量的N、P和B杂原子基团。CDs粉末在365 nm紫外光照射下呈现明亮的蓝色荧光,关闭激发光后,呈现长达10 s的绿色室温磷光。该CDs粉末可作为指纹试剂应用于具有复杂背景图案且有强荧光发射基质表面的潜指纹(LFPs)显现。显现后的LFPs在激发光关闭后均呈现明亮完整的磷光指纹图谱,指纹细节特征清晰可辨,有效消除了背景图案与背景荧光干扰。同时,制备的CDs粉末对不同干扰背景客体表面老化7 d的LFPs也能够显现出清晰可识别的磷光指纹图谱。     

磷光碳点粉末的合成及其在抗背景干扰的潜指纹成像中的应用

以乙二胺、磷酸和硼酸为反应物,采用水热法制备了荧光碳点(CDs)溶液,进一步加热水热反应溶液,获得了磷光CDs粉末。利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见(UV-Vis)吸收光谱和光致发光光谱等对CDs的结构、形貌和尺寸、表面基团与化学组成以及光学特性进行了表征。结果表明,合成的CDs粉末为无定型碳,形貌为单分散的近球形,尺寸分布在 3.78~7.64 nm范围之内,其表面存在大量的 N、P和 B杂原子基团。CDs粉末在 365 nm紫外光照射下呈现明亮的蓝色荧光,关闭激发光后,呈现长达10 s的绿色室温磷光。该CDs粉末可作为指纹试剂应用于具有复杂背景图案且有强荧光发射基质表面的潜指纹(LFPs)显现。显现后的LFPs在激发光关闭后均呈现明亮完整的磷光指纹图谱,指纹细节特征清晰可辨,有效消除了背景图案与背景荧光干扰。同时,制备的CDs粉末对不同干扰背景客体表面老化7 d的LFPs也能够显现出清晰可识别的磷光指纹图谱。     

碳量子点的合成与应用

近年来,由于碳纳米材料具有高的催化活性以及好的稳定性等优点,其在科学、工程以及商业领域都得到了广泛的应用。其中新型"零维"碳纳米材料--碳量子点(carbon dots, CDs)具有荧光信号稳定、无光闪烁、激发波长和发射波长可调控等独特的光学性质,以及生物毒性小和生物相容性好等优势,逐渐成为碳纳米材料的研究热点,广泛应用于生物成像、生物细胞标记、传感器、光催化、太阳能电池以及发光元件等领域。本文主要综述了CDs的不同合成方法(包括自上而下法和自下而上法)及其应用。     

共轭尺寸和表面氧化协同触发的红色荧光碳点用于有机溶剂中痕量水的检测

以邻苯二胺和盐酸多巴胺为前体,利用磷酸调节反应体系的pH值(pH=7, 3, 1),制备了荧光逐渐红移的碳点(CDs):CDs-7(绿光)、 CDs-3(橙光)和CDs-1(红光).通过透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱(Raman)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 X射线电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱和荧光衰减曲线分析表明,反应体系pH值的减小促进了前体碳化交联,导致sp2共轭域尺寸和石墨化程度增加,从而使CDs的荧光红移.另外,酸性环境有利于使CDs表面氧化形成羧基,促进CDs荧光红移的同时改善了量子效率(QY).利用CDs-1量子产率高(14.8%)和发光的溶剂依赖特性,将其作为荧光探针分别检测了乙醇(EtOH)、 N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和1,4-二氧六环(DIO)中的痕量水,检出限分别为0.86%, 0.123%和0.023%,表明CDs-1在痕量水的检测方面具有应用潜力.     

荧光碳点在分析传感中的应用进展

荧光碳点（CDs）是2004年发现的一种新型碳基纳米材料,呈球形、粒径在2～10 nm左右,具有优异的荧光性能、易于功能化修饰、抗光漂白性强、环境危害低、生物相容性好以及合成原料来源丰富等特点,被认为是有机荧光染料和半导体量子点的最佳替代品,在光电学、光催化、化学传感和生物成像等领域有着广阔的应用前景。本文主要介绍了CDs作为化学传感器的荧光检测机制,重点总结了近年来CDs在离子、有机小分子以及生物大分子检测等方面的应用,以期为荧光纳米探针的设计与应用提供理论和研究依据。     

中药碳点的合成及其在生物成像和医学治疗方面的应用

碳点(Carbon dots, CDs)作为一类粒径小于10 nm新型零维光致发光纳米材料,具备可调荧光发射和激发波长,良好的光稳定性、水溶性和生物相容性、低毒性等显著优势,近年来得到了学者们广泛关注。以富含多种活性成分并可发挥多种药效作用的中药(Traditional Chinese Medicines, TCM)为碳源,制备出具有一些特殊功能的中药CDs(TCM-CDs),进而有望发挥出更大的药用价值。本文详细介绍了中药CDs的合成方法及每种合成方法的优缺点,全面综述了中药碳点在生物成像和医学治疗方面的最新研究进展,并对中药CDs研究的重要性及面临的主要问题及挑战和未来的发展方向进行了展望。     

高稳定性黑米碳点的绿色合成及其细胞成像应用

以绿色廉价的黑米为碳源,采用简单的水热法一步合成了碳点(carbon dots,CDs)。所合成的CDs不仅对pH、NaCl溶液和温度变化不敏感,并且不受多种金属离子的影响,表现出优异的稳定性。同时,CDs在较短波长范围(410~470 nm)表现出激发不依赖的发射行为,在较长波长范围(470~510 nm)又表现出弱激发依赖的发射行为。由于其优异的荧光特性、稳定性和低毒性,我们将其应用于人口腔角质形成细胞(Hok)、宫颈癌细胞(Hela)和骨髓间充质干细胞(MC3T3)的体外成像。