氮掺杂石墨烯量子点的制备及其在细胞成像中的应用

为克服现有量子点制备技术中存在的荧光量子产率较低及生物相容性差的问题,通过一步水热法合成一种高荧光量子产率的氮掺杂石墨烯量子点(N?GQDs),其荧光量子产率为94％.N?GQDs粒径在20～40 nm之间,最大激发波长为390 nm,发射波长为450 nm.N?GQDs呈现亮蓝色荧光,具有良好的光致发光作用.N?GQ...     

荧光石墨烯量子点制备及其在细胞成像中的应用

利用电化学方法在碱性条件下电解石墨棒, 通过常温下水合肼还原, 得到5～10 nm的荧光石墨烯量子点(Graphene Quantum Dots, GQDs). 通过透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)对所制备的GQDs进行形貌表征, GQDs的粒子大小均一, 为单层石墨烯. 通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、荧光光谱(PL)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)、X 射线衍射光谱(XRD)对所制备的GQDs进行性质测定, 发现GQDs可以发出黄色荧光, 量子产率为14%, 毒性低、具有良好的水溶性、荧光稳定性和生物兼容性, 可顺利进入细胞, 在肿瘤细胞的成像研究方面具有广泛的应用前景.     

水热合成二硫化钨/石墨烯复合材料及其氧还原性能

以六氯化钨、硫代乙酰胺、氧化石墨烯为原料,采用一步水热法合成了二维的二硫化钨/石墨烯(WS₂/RGO)复合材料。水热合成的WS₂/RGO具有薄层的二维结构,且由于石墨烯的存在,WS₂以较少的层数形成薄片状生长在石墨烯的表面。尝试将这种非Pt类材料用于电催化氧化原反应,测试结果表明,WS₂在碱性条件下氧还原活性非常低,但是复合RGO形成WS₂/RGO复合材料后,电催化氧化原性能有了极大的提高,其起始电位为-0.17 V(vs SCE),转移电子数为3.7,极限电流密度为2.5 mA·cm^-2,同时其具有较好的抗甲醇性能和循环稳定性。这是因为WS₂/RGO复合材料的二维结构具有更高的电子传输速率,同时硫化钨和石墨烯可以发挥协同催化作用。这种新型的二硫化钨/石墨烯(WS₂/RGO)复合材料作为非贵金属催化剂表现出良好的氧还原性能,在燃料电池上具有较好的应用前景。     

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。     

水热合成二硫化钨/石墨烯复合材料及其氧还原性能

以六氯化钨、硫代乙酰胺、氧化石墨烯为原料,采用一步水热法合成了二维的二硫化钨/石墨烯(WS_2/RGO)复合材料。水热合成的WS_2/RGO具有薄层的二维结构,且由于石墨烯的存在,WS_2以较少的层数形成薄片状生长在石墨烯的表面。尝试将这种非Pt类材料用于电催化氧化原反应,测试结果表明,WS_2在碱性条件下氧还原活性非常低,但是复合RGO形成WS_2/RGO复合材料后,电催化氧化原性能有了极大的提高,其起始电位为-0.17 V(vs SCE),转移电子数为3.7,极限电流密度为2.5 m A·cm-2,同时其具有较好的抗甲醇性能和循环稳定性。这是因为WS_2/RGO复合材料的二维结构具有更高的电子传输速率,同时硫化钨和石墨烯可以发挥协同催化作用。这种新型的二硫化钨/石墨烯(WS_2/RGO)复合材料作为非贵金属催化剂表现出良好的氧还原性能,在燃料电池上具有较好的应用前景。     

量子点成像的新研究进展

量子点(又称纳米荧光颗粒)在生物学研究中特别是在生物医学成像方面的应用,已引起广泛关注。通过荧光成像可观察量子点标记分子与其靶标的相互作用,实时观测其在活细胞及活体中的运行轨迹,实现对细胞水平及在体层次的研究。本文综述了近两年量子点在光学成像中应用的新进展,展望了其应用前景。     

二硫化钨纳米材料的应用研究现状

近年来,二硫化钨作为具有类石墨烯结构的二维材料,由于具有优异的电学、光学和催化性能得到了广泛研究.本文介绍了二硫化钨纳米材料的结构性质,并综述了二硫化钨纳米材料在润滑材料、催化领域、能量储存、光电器件和微波吸收领域的应用研究现状,最后总结了二硫化钨纳米材料研究中存在的问题,并展望了其发展前景.     

一锅法高效制备橙色荧光氧化石墨烯量子点及其在细胞pH成像中的应用

以价廉、易得的石墨片为原料,采用改进的Hummers法,简单、快速、高效地制备了具有良好生物相容性的橙色荧光氧化石墨烯量子点(GOQDs)。所制备的GOQDs尺寸约7.2 nm,具有尺寸均匀、晶格间距为0.20 nm的高度结晶的核心和氧化的外围结构。与大多数报道的碳点(CDs)、包裹掺杂碳点(掺杂 CDs)、石墨烯量子点(GQDS)和 GOQDs不同,我们的方法制备的 GOQDs显示出橙红色并具有激发波长独立的荧光发射。此外,GOQDs具有pH依赖性荧光发射、强的光漂白抗性、低细胞毒性、良好的水溶性(ρ=10 mg·mL^-1)和优异的生物相容性。这些特性使其成功应用于细胞pH成像。     

一锅法高效制备橙色荧光氧化石墨烯量子点及其在细胞pH成像中的应用

以价廉、易得的石墨片为原料,采用改进的Hummers法,简单、快速、高效地制备了具有良好生物相容性的橙色荧光氧化石墨烯量子点(GOQDs)。所制备的GOQDs尺寸约7.2 nm,具有尺寸均匀、晶格间距为0.20 nm的高度结晶的核心和氧化的外围结构。与大多数报道的碳点(CDs)、包裹掺杂碳点(掺杂CDs)、石墨烯量子点(GQDS)和GOQDs不同,我们的方法制备的GOQDs显示出橙红色并具有激发波长独立的荧光发射。此外,GOQDs具有pH依赖性荧光发射、强的光漂白抗性、低细胞毒性、良好的水溶性(ρ=10 mg·mL^-1)和优异的生物相容性。这些特性使其成功应用于细胞pH成像。     

透明质酸-量子点的制备及应用

基于量子点(QD)独特的光学成像特性, 采用化学合成法制备了透明质酸(HA)修饰的水溶性纳米量子点(HA-QD), 并将其应用于特异性受体CD44的识别研究中. 体外细胞实验结果证实, 在透明质酸受体的介导下, 该纳米复合物可使小鼠肺腺癌细胞LA795显示特异性的荧光成像. 本研究为建立针对透明质酸受体的肿瘤活体检测及研究肿瘤的发生发展提供了重要的纳米靶向荧光探针.     

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.     

水热法合成巯基乙胺稳定的CdTe量子点

提出了一种以水热法合成巯基乙胺稳定的CdTe量子点的简单制备路线. 在优化的反应条件下, 产物的荧光量子效率最高达到19.7%, 接近已报道的其它方法的2倍. 考察了反应条件对产物的荧光性能的影响及产物在不同pH溶液中的稳定性.     

聚甲基丙烯酰胺包覆的ZnO发光量子点及其在细胞成像中的应用

通过溶胶-凝胶法合成了在水溶液中稳定发光、荧光颜色可调的ZnO@polymer核壳型纳米粒子, 并研究了这种量子点对人类宫颈癌HeLa细胞的毒性以及细胞吞噬后激光共聚焦成像的效果. 这种荧光探针的外壳是一种通过配位键与ZnO内核结合的共聚物, 该共聚物外层是亲水的聚甲基丙烯酰胺, 内层是疏水的聚甲基丙烯酸酯. 细胞毒性实验证明, 该材料有良好的生物兼容性, 适用于生物荧光标记. 共聚焦荧光成像结果显示, 这些纳米粒子可以穿透HeLa细胞膜并在细胞质中稳定发光.     

Graphdiyne:Structure of Fluorescent Quantum Dots

Graphdiyne (GDY) as an emerging two‐dimensional carbon allotrope exhibits excellent performance in energy chemistry, catalytic chemistry, optoelectronics, electronics, etc. because of the unique structure combining an sp‐ and sp²‐hybrid carbon network. However, the poor solubility of pristine GDY is a major obstacle to its applications in many fields. Proposed here is a facile strategy to control the preparation of GDY quantum dots (GDY‐Py QDs), in which pyrene groups are covalently linked to GDY by using a Sonogashira cross‐coupling reaction. The as‐prepared GDY‐Py QDs, with an average diameter of about 3±0.1 nm, show superior dispersibility in many organic solvents and water. The GDY‐Py QDs display not only bright fluorescent with a high relative quantum yield (QY) of 42.82 %, but they are also well‐behaved as contrast agents in cell imaging. The GDY‐Py QDs are bestowed with high stability and non‐cytotoxicity, and exhibit long fluorescent times, and have potential for optical imaging and biomedical applications.     

一步水热法制备铜掺杂纳米碳点及其在白光器件中的应用

以一水合乙酸铜和苯胺为原料, 合成了铜掺杂纳米碳点(Cu-CDs). 通过优化实验参数, 确定了合成Cu-CDs的最佳反应时间、 反应温度和原料摩尔比分别为5 h, 210 ℃和1∶1. 与相同条件下的对照实验相比, Cu的掺杂使碳点(CDs)的荧光强度明显提高, 并实现了良好的多色发光性能. 在365 nm紫外光激发下, Cu-CDs可直接发射强烈的白光. 进一步与紫外发光二极管(LED)芯片结合, 得到白色发光器件, 色坐标为(0.337, 0.337), 非常接近纯白光的色坐标(0.33, 0.33). 这种制备Cu-CDs材料的方法及突出的白光发射性能, 拓宽了碳点在发光器件中的应用.     

超声电化学快速制备近红外CdTe量子点与细胞成像

针对当前水溶性量子点合成路线复杂、量子产率低的现状,在无需N2保护的条件下,采用简便的超声电化学方法快速合成了CdTe量子点前驱体;并对不同条件下制得的前驱体加热回流,得到水溶性、高质量的近红外CdTe量子点。产物的形貌、结构和组成通过高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X-射线粉末衍射(XRD)等手段进行了表征。考察了超声电化学参数和回流条件对量子点荧光性质的影响。通过控制电流脉冲宽度、反应时间、反应温度等参数,实现了CdTe量子点前驱体的可控制备;通过调节加热回流条件得到不同荧光发射波长的量子点;选用602 nm近红外发射波长的CdTe量子点标记了子宫颈癌细胞(Hela),并采用共聚焦技术实现了肿瘤细胞的显微成像观察。和传统的量子点合成方法相比,超声电化学方法具有合成路线简单、参数易调可控的特点;为高品质量子点的快速制备提供了新的思路,拓展了超声电化学在纳米材料制备领域的应用。     

超声电化学快速制备近红外CdTe量子点与细胞成像

针对当前水溶性量子点合成路线复杂、量子产率低的现状, 在无需N₂保护的条件下, 采用简便的超声电化学方法快速合成了CdTe量子点前驱体;并对不同条件下制得的前驱体加热回流, 得到水溶性、高质量的近红外CdTe量子点。产物的形貌、结构和组成通过高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X-射线粉末衍射(XRD)等手段进行了表征。考察了超声电化学参数和回流条件对量子点荧光性质的影响。通过控制电流脉冲宽度、反应时间、反应温度等参数, 实现了CdTe量子点前驱体的可控制备;通过调节加热回流条件得到不同荧光发射波长的量子点;选用602 nm近红外发射波长的CdTe量子点标记了子宫颈癌细胞(Hela), 并采用共聚焦技术实现了肿瘤细胞的显微成像观察。和传统的量子点合成方法相比, 超声电化学方法具有合成路线简单、参数易调可控的特点;为高品质量子点的快速制备提供了新的思路, 拓展了超声电化学在纳米材料制备领域的应用。     

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。     

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.     

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。