碳點的制備及其在生物傳感的應(yīng)用研究.pdf

1、作為新型碳納米材料，碳點具備各項優(yōu)異性能，被廣泛地應(yīng)用于各個研究領(lǐng)域。碳點的粒徑一般在3～5nm之間，表面含有各類功能化基團(tuán)，且可通過改變功能化基團(tuán)來改變碳點的溶解性。相對于傳統(tǒng)的半導(dǎo)體量子點來說，碳點具有更好的光學(xué)性能、生物相容性和環(huán)境友好性，可以應(yīng)用于生物成像、納米傳感、光催化、光電子器件等領(lǐng)域。本文基于文獻(xiàn)報道的碳點制備方法，利用微波輔助法制備出性能優(yōu)良的熒光碳點；結(jié)合碳點和金簇的合成方法成功地制備出了復(fù)合納米碳點材料，并應(yīng)用于細(xì)

2、胞內(nèi)離子檢測、雙色細(xì)胞成像、有機染料的光催化降解等方面：
　?。?）本實驗以葡萄糖為前驅(qū)物，用微波輔助法制備出大尺寸熒光碳點，碳點表面復(fù)雜的功能化基團(tuán)使其可以和各種金屬離子相互作用?；阝涬x子對碳點熒光的猝滅作用，實驗構(gòu)建了高效、特異性檢測鉀離子含量的生物傳感器，檢測限為1.0×10-12M。實驗成功檢測了人血清中鉀離子的含量，檢測結(jié)果和醫(yī)院提供的參考值基本一致。相比于其它傳感器復(fù)雜的表面功能化修飾、繁瑣的儀器操作，本實驗構(gòu)建的生

3、物傳方法，無需進(jìn)行任何表面修飾，消耗低，操作簡單、快捷，具有非常大的應(yīng)用潛力。
　?。?）本實驗以微波輔助法制備了具有獨特性質(zhì)的復(fù)合碳納米材料-含金碳點(GCDs)。并對其進(jìn)行了高分辨透射電鏡(HRTEM)、XRD、高角環(huán)形暗視場掃描透射電子顯微鏡(HAADF-STEM)、EDS等表征，表征結(jié)果表明含金碳點是由碳和金復(fù)合組成的。微小的金納米簇分散在2nm左右的碳點骨架上，含金碳點同時具有碳點和金簇的部分性質(zhì)，如類過氧化物酶性質(zhì)及單

4、激發(fā)/雙發(fā)射性質(zhì)等。含金碳點雙發(fā)射峰對目標(biāo)物不同的響應(yīng)使得其可以應(yīng)用于納米傳感及細(xì)胞成像中。基于含金碳點的耐光性、生物相容性及良好的熒光性能，實驗在乳腺癌細(xì)胞及老鼠成骨細(xì)胞中對其進(jìn)行了雙熒光細(xì)胞成像。最后，利用其比率型熒光細(xì)胞成像定性地檢測了老鼠成骨細(xì)胞中三價鐵的含量。
　?。?）本實驗基于含金碳點模擬酶性質(zhì)建立了超靈敏、可視化檢測前列腺癌抗原的傳感方法。通過對氯金酸、雙氧水以及穩(wěn)定劑的條件優(yōu)化，建立靈敏的顯色反應(yīng)；實現(xiàn)了可視化及

5、定量檢測前列腺癌抗原的目的，檢測限達(dá)到了10-19g/mL，并進(jìn)一步檢測了前列腺癌患者血清中前列腺癌抗原的含量。此方法與傳統(tǒng)的酶聯(lián)免疫吸附方法相比，操作簡單、靈敏度高，具有更低的檢測限。
　?。?）本實驗將末端含有巰基的DNA單鏈適配體通過金硫鍵修飾到含金碳點的表面。利用和DNA適配體的特異性結(jié)合作用進(jìn)一步將前列腺抗原(PSA)修飾到含金碳點的表面。前列腺抗原屬大分子，因此將前列腺抗原修飾到含金碳點表面時，含金碳點的共振光散射強度

6、會發(fā)生明顯的變化。前列腺癌抗原濃度在0.01ng/mL～0.05ng/mL范圍內(nèi)時，碳點的共振光散射強度變化值和前列腺癌抗原濃度成線性關(guān)系。以修飾了DNA適配體的含金碳點為探針，實驗定量檢測了前列腺抗原的量且檢測了生物樣品中前列腺癌抗原的含量，為臨床疾病診斷提供一種可能的方法。
　?。?）本實驗基于碳點的光催化活性和金納米顆粒的等離子體性質(zhì)，成功實現(xiàn)了在各種光（紫外、可見、近紅外光）照射下，催化降解羅丹明B。碳點具有較弱的光催化活