碳点的合成与表征及其在潜在手印显现中的应用

以柠檬酸和尿素为反应原料、乙二醇为反应溶剂,采用溶剂热法合成了荧光碳点（Carbon dots,CDs）,并对CDs的形貌、粒径、晶体结构、元素成分、表面基团和光学性质等进行了表征。研究了CDs对激发光依赖的荧光发射特性,讨论了反应温度、反应时间和原料比例等合成条件对CDs的激发波长和发射波长的影响。将CDs与淀粉、纳米二氧化硅、蒙脱土、高岭土、硅藻土和氧化镁6种基质复合,制备出一系列CDs荧光复合物。最终将CDs-淀粉荧光复合物应用于光滑客体表面潜在手印的增强显现,并从定性和定量两个层面对显现效果进行了详细评价。利用CDs-淀粉荧光复合物对激发光依赖的荧光发射特性,结合滤光拍照,在很大程度上降低了客体背景噪声干扰。手印显现结果表明,显现信号与客体背景噪声之间的对比反差明显,具有较强的显现对比度;显现手印的各级特征反映清晰,具有较高的显现灵敏度;显现粉末与手印遗留物质之间的结合程度较高,具有较好的显现选择性。     

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。     

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。     

化学合成荧光量子点在指纹显现中的应用

简要阐述了量子点的光学特性、制备方法及其在指纹显现中的应用。重点介绍了Ⅱ~Ⅵ族的CdS基、CdTe基、CdSe基、ZnSe基量子点和Ⅲ~Ⅴ族的InP量子点的化学合成、修饰及其在指纹显现中的研究进展,最后介绍了第Ⅳ族C、Si量子点的研究现状,并对其在指纹显现中的潜在应用作了展望。     

基于碳点的发光材料在潜在手印显现中的应用

遗留在犯罪现场的肉眼不可见的潜在手印是一类重要的痕迹物证,检验鉴定前需要使用一定技术手段将其显现出来。近年来,一些新材料和新技术的引入为手印显现技术的革新注入了新活力,其中稀土发光材料、量子点、荧光金属纳米簇等发光材料在该领域展现出极大潜力。碳点作为具有良好光致发光性能的新型纳米材料,近来逐渐引起了手印显现领域研究人员的广泛关注。本文综述了两类基于碳点材料的手印显现技术国内外研究进展,分别是液体分散碳点用于手印显现和固态发光碳点用于手印显现。具体来说,液体分散碳点显现手印的原理主要基于传统小微粒悬浮液机理或一些特殊效应(咖啡环效应、界面偏析效应);用于手印显现的固态发光碳点包括固态碳点粉末和固态碳点复合粉末两类,合成这些材料时研究人员采用了不同的策略。最后,从三个方面分析了碳点在手印显现应用中面临的问题,即碳点物理形貌和表面性质、碳点光致发光性质以及碳点显现过程与化学生物分析兼容性,并就解决问题的可能途径提出了展望。     

碳点在食品安全检测中的应用

综述了碳点(CDs)的荧光性质(包括荧光产生机理、激发光/酸度依赖性、化学稳定性、抗光漂白性和上转换荧光)、合成方法(水热合成法、溶剂热法、超声波振荡法和微波消解法),重点讨论了其在食品安全检测中的应用,包括对重金属离子、合法和违禁食品添加剂、农药和兽药残留、食品中营养成分和病原体的检测,并对CDs发展趋势进行了展望(...     

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。     

碳量子点荧光探针的设计及其在农残检测中的应用进展

农药的长期、大量、不合理使用,对我国生态环境和农畜产品的安全生产及人体生命与健康构成了严重威胁。发展灵敏、高效的探针监测农药原体及其代谢产物对食品安全预警有重要意义。因此科研工作者致力于开发简单、高效的农残检测新策略。碳量子点作为一种新型荧光碳纳米材料,无毒无害,具有良好的稳定性及优越的光学性能,易于实现功能化,因此碳量子点荧光探针在农残检测方面极具应用潜力。该文对碳量子点荧光探针的研究进展进行综述,简述了碳量子点的特性及合成,重点介绍了碳量子点作为荧光探针在农残检测中的最新应用进展,并对其发展过程中尚待解决的问题进行总结,对未来发展方向进行展望。     

水溶性荧光CdSe量子点的合成及其在指纹显现中的应用

Water-soluble fluorescent CdSe quantum dots(QDs) were synthesized by using Se、Na₂SO₃ and CdCl₂ as precursors and mercaptoacetic acid(TGA) as modifier. The effects of refluxing time and initial pH values of the reaction on the particle size and fluorescence intensity of CdSe QDs were studied. The XRD、HRTEM and fluorescent spectroscopy were employed to characterize these samples. It is found that CdSe QDs with crystalline size of 2～3 nm are homogeneously distributed in the organic matrix. The maximum fluorescence absorption and emission peak of CdSe QDs solution are at 450 nm and 562 nm, respectively. The fingerprint details on the surface of smooth objects were clearly developed with CdSe QDs solution under irradiation of UV lights.     

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。     

硅酸盐荧光粉显现潜在指纹的应用研究

指纹的法医鉴定被广泛用于犯罪的人身认定,已成为基础的法庭证据。随着稀土荧光粉的快速发展,使检验和鉴定潜在指纹成为了可能。采用高温固相法合成了用于显现潜在指纹的Ba2-xSi O4:Eu2+x荧光粉,测量了在1300℃下保温3 h时样品的激发和发射光谱,研究了不同Ba2+和Eu2+浓度荧光粉的荧光光谱性质。用X射线衍射分析荧光粉在不同浓度的物相,确定还原气氛中Ba2-xSi O4:Eu2+x荧光粉的最佳合成浓度为x=0.08,可得到较好发光性能的硅酸盐荧光粉。重点讨论了对荧光粉粒径大小的优化、粉体的无机后处理和粉体表面有机修饰等性能优化,使其能用于显现清晰的潜在指纹。     

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。     

碳点荧光传感器的构建及其在环境污染分析中的应用

环境污染严重危害生态环境和人类健康.环境检测作为污染防治的关键环节,亟需灵敏快速、高效准确的分析手段.碳点(carbon dots, CDs)是一类生物相容性好、光学性质稳定、成本较低的新型碳纳米材料,在环境检测领域具有广阔的应用前景.本文综述了碳点的分类、合成方法、表征手段及其独特的物理化学性质,针对污染物浓度较低、种类繁多、基质复杂等环境污染特征讨论了碳点传感器的环境应用,并归纳了提高碳点灵敏度、选择性和检测效率的有效策略.最后,在总结碳点合成过程、表征技术、发光机制和传感机理等现存研究瓶颈的基础上,提出了未来碳点传感器的研究需求.     

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.     

碳量子点荧光探针的制备及其在苦味酸检测中的应用

以银杏叶为原料,采用水热法制备得到新型荧光碳量子点(CQDs)。该碳量子点的平均粒径为5.5 nm,最大激发波长为335 nm,最大发射波长为418 nm。基于碳量子点荧光光谱与苦味酸(PA)吸收光谱存在部分重叠而发生荧光共振能量转移(FRET),建立了以碳量子点作为荧光探针用于苦味酸检测的新方法。在最佳实验条件下,加入苦味酸前、后的荧光强度比值(I₀/I)与苦味酸浓度(c)在0.2～800μmol/L范围内呈良好的线性关系,相关系数(r)为0.999 5,检出限(LOD)为32 nmol/L。在5、40、80μmol/L加标水平下,实际水样中苦味酸的回收率为98.0%～104%,相对标准偏差(RSD)为1.0%～3.2%。该方法可用于实际样品中苦味酸的灵敏、快速和高效检测。     

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。     

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.     

荧光碳量子点在食品分析中的研究进展

碳量子点作为一类新型的荧光纳米粒子,由于其具有优异的光学性能、低毒性、良好的生物相容性,在食品分析领域显示出巨大的应用潜力。本文介绍了碳量子点的荧光检测机理包括内滤效应、光致电子转移效应、荧光共振能量转移效应等,综述了碳量子点在食品分析中的应用,如对重金属离子、食品添加剂、食源性致病菌、农药残留、兽药残留以及食品营养成分的检测等,讨论了碳量子点技术在食品安全领域所面临的挑战和前景。     

新型荧光碳点的制备及其在Hg2+检测中的应用

以中药材川佛手为碳源,通过高温热解产生的烟制备了平均粒径为6 nm的新型荧光碳点,其最大激发波长285 nm,最大荧光发射波长340 nm。 基于碳点良好的荧光性能及Hg²⁺对碳点荧光的猝灭作用,建立了检测Hg²⁺的新方法。 结果表明,在0.2 mol/L磷酸盐缓冲溶液(pH=7.0)中,响应时间为2 min时,该方法具有良好的选择性和抗干扰能力,检测Hg²⁺浓度的线性范围为0.2~40 μmol/L,相关系数为r=0.9996,检出限为0.052 μmol/L。 当加入2.0和40.0 μmol/L Hg²⁺到实际水样后,相对标准偏差(RSD)和加标回收率分别为0.3%~2.4%和99.5%~101.1%,可用于实际水样中Hg²⁺的分析检测。