碳点及其化学发光特性在生物检测中的应用

碳点（CDs）是一类新兴的纳米材料,尺寸较小,具有良好的光致发光性质、物理化学性质、光稳定性和生物相容性,在生物检测领域具有巨大的应用潜力。化学发光（CL）作为光发射的重要途径之一,在化学检测、生物分析和冷光源等方面的潜在应用,引起了人们的广泛兴趣。传统的CL研究多年,取得了许多研究成果。近年来,纳米材料的迅速发展为CL分析提供了新的发展机遇,将纳米材料引入到液相CL的研究,为CL方法注入了新的活力,已成为当前CL分析的一个研究热点。本文综述了近些年来CDs的合成方法和性质及其在生物检测方面的应用。     

碳量子点的制备、性质及应用

碳量子点作为一种新型零维碳纳米材料,由于其独特的光致发光性质、良好的光诱导电荷转移性质、高化学稳定性、良好亲水性、低毒性、良好生物相容性、高耐光性,在光催化、药物载体、光电子器件、生物成像、离子检测等领域展现了巨大的应用前景,近年来引起了人们的广泛关注.文中详细介绍了碳量子点的制备、性质及应用的研究进展,并对其未来的研究方向进行了展望.     

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。     

碳点增敏的流动注射化学发光法测定食品中二氧化硫的含量

二氧化硫的检测对于食品安全保障具有重要意义。采用酸性高锰酸钾-亚硫酸盐化学发光体系,以碳点(Carbon Dots,CDs)为增敏剂,结合流动注射技术(Flow Injection Analysis,FIA)建立了一种用于检测食品中二氧化硫含量的简便方法。在优化的实验条件下,该方法的线性范围为1.0×10^-5–3.0×10^-4 mol·L^-1,检出限为7.79×10^-6 mol·L^-1。该实验适合作为本科生仪器分析课程的教学实验,帮助学生掌握化学发光、流动注射分析技术的原理及应用,学习科学研究的基本方法,提高思考能力。     

鲁米诺化学发光分析法研究进展

从化学发光反应机理和应用进展两个方面对鲁米诺-过氧化氢、鲁米诺-铁氰化钾、鲁米诺-碘化物、鲁米诺-高锰酸钾和鲁米诺-溶解氧等化学发光体系进行了综述;指出鲁米诺化学发光体系是应用最为广泛的一类化学发光体系,同时对鲁米诺化学发光分析法的发展方向进行了展望.     

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。     

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。     

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。     

碳点的性质及其在生物传感器领域的应用

碳点(carbon dots,CDs)作为一种具有优良生物相容性、低毒性和表面功能可调的新型碳基纳米材料,在生物传感领域具有极大的应用潜力.本文对碳点的生物效应、发光性质及其发光机理进行了简述,并根据传感机制的不同,将CDs在生物传感领域的应用分为荧光(fluorescence,FL)传感器、电致发光(electroc...     

碳量子点及其性能研究进展

碳量子点(Carbon Quantum Dots,CQDs)是一种新型的碳纳米材料,因其强的量子限域效应和稳定的荧光性能等一系列优异性能,吸引了化学、物理、材料和生物等各领域科学家的广泛关注。相比传统半导体金属量子点,CQDs还具备优异的低毒性和生物相容性,更拓宽了其在生物领域内的研究前景。本文简要地介绍了CQDs的制备方法,主要包括自上而下和自下而上两个方向。除此之外,本文综述了CQDs突出的物理化学性质和性能,包括CQDs的荧光性能、生物相容性和上转换效应,并对CQDs在其在生物成像上的应用进行了归纳。     

碳量子点对基于能量转移电化学发光DNA传感体系影响的研究

实验发现在鲁米诺-结晶紫能量转移电化学发光体系中再加入碳量子点后,体系的灵敏度和重现性均提高.本实验中,探究出用能量转移电化学发光分析法区分单双链DNA的优化条件.在优化条件下,测定目标DNA的线性范围为1.0×10-11～1.0×10-7mol/L,相关系数为0.9881,检出限为4.0×10-12mol/L,并且讨论了DNA与碳量子点可能的作用方式.本法操作方便,灵敏度高.     

从量子点的角度审视碳点的研究进展

碳点不仅具有类似于传统量子点的强发光和小尺寸特性,还表现出传统量子点无法比拟的水相分散性和生物相容性等优势.作为量子点领域的一个新兴分支,碳点的结构、合成化学和光电性质与传统量子点显著不同,也为量子点的发展提供了新的机遇和挑战.随着碳点领域的迅速发展和不断深化,越来越有必要在一些基本概念上与传统量子点比较,并从传统量子点的角度澄清碳点的独特特征和关键挑战.本综述主要聚焦于基本结构、合成化学、光学性质和应用研究等四个方面,从传统量子点基础概念的角度来重新审视碳点领域的研究进展和挑战.     

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。     

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。     

碳量子点的合成研究进展与展望

碳量子点(CQDs)呈现出的亲水性、低细胞毒性、化学及光稳定性等优异性质,使其在化学、生物医学、传感学及光电子学领域得到了广泛的关注与应用。本文重点介绍CQDs合成的最新进展,总结了宏观条件下CQDs合成的自上而下法(弧光放电、激光烧蚀、电化学等)与自下而上法(化学氧化、热分解、微波加热等),比较了不同合成方法中碳源的利用率、反应条件、产物的尺寸分布、荧光性能及应用,讨论了各种合成方法的成功之处与存在的问题。文中详细介绍了基于微反应器原理的反胶束法和模板法在CQDs尺寸可控合成领域的应用。微流控芯片技术在纳米材料合成中显现安全、高效、可控等优于宏观反应体系的优势,结合目前微流控芯片合成CQDs的研究进展,可以预期微流控芯片在不久的将来将会在CQDs的合成中得到更成功的应用。     

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.     

Synthesis of Fluorescent Carbon Dots and Their Application in Ascorbic Acid Detection

Water-soluble fluorescent carbon dots (CDs) were synthesized by a hydrothermal method using citric acid as the carbon source and ethylenediamine as the nitrogen source. The repeated and scale-up synthetic experiments were carried out to explore the feasibility of macroscopic preparation of CDs. The CDs/Fe³⁺ composite was prepared by the interaction of the CDs solution and Fe³⁺ solution. The optical properties, pH dependence and stability behavior of CDs or the CDs/Fe³⁺ composite were studied by ultraviolet spectroscopy and fluorescence spectroscopy. Following the principles of fluorescence quenching after the addition of Fe³⁺ and then the fluorescence recovery after the addition of asorbic acid, the fluorescence intensity of the carbon dots was measured at λex = 360 nm, λem = 460 nm. The content of ascorbic acid was calculated by quantitative analysis of the changing fluorescence intensity. The CDs/Fe³⁺ composite was applied to the determination of different active molecules, and it was found that the composite had specific recognition of ascorbic acid and showed an excellent linear relationship in 5.0–350.0 μmol·L⁻¹. Moreover, the detection limit was 3.11 μmol·L⁻¹. Satisfactory results were achieved when the method was applied to the ascorbic acid determination in jujube fruit. The fluorescent carbon dots composites prepared in this study may have broad application prospects in a rapid, sensitive and trace determination of ascorbic acid content during food processing.     

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。     

Reduced Carbon Dots versus Oxidized Carbon Dots: Photo‐ and Electrochemiluminescence Investigations for Selected Applications

The study of the composition, morphology, and surface structure of carbon dots (Cdots) is critical to understanding their effect on the photo‐ and electrochemiluminescence (PL and ECL) of Cdots in selected applications. Herein, two kinds of Cdots were prepared with 3‐(3,4‐dihydroxyphenyl)‐L ‐alanine (L ‐DOPA) as precursor. The Cdots prepared by using a carbonization‐extraction strategy have a low oxidation level and are denoted as reduced Cdots (r‐Cdots). The Cdots obtained with a carbonization‐oxidation process are highly oxidized and are denoted as oxidized Cdots (o‐Cdots). The o‐Cdots have a carbon core and oxygen‐containing loose shell, but the r‐Cdots consist mainly of the carbon core. Whereas r‐Cdots have a strong blue PL but no apparent ECL response, o‐Cdots exhibit a relatively weak PL and strong ECL emission. These properties allow for selected applications of the Cdots. The r‐Cdots were used in cell imaging with their high PL emission. The o‐Cdots, with their high ECL efficiencies, were selected to sense Cu²⁺ with Cu²⁺‐inducing ECL quenching in the o‐Cdots/K₂S₂O₈ system. This work provides the possibility to control the composition of Cdots for selected applications and shows a good way to characterize surface traps of Cdots because ECL is characterized by the surface‐state and PL is mainly related to the core‐state in Cdots.