纖維素基熒光碳點(diǎn)的制備及其應(yīng)用研究.pdf

1、碳點(diǎn)(CDs)是一種尺寸小于10nm的新型熒光納米粒子，自2004年CDs被報(bào)道以來，已經(jīng)吸引了廣大科研工作者的興趣和關(guān)注。CDs具有極好的生物相容性、優(yōu)秀的熒光性能、穩(wěn)定的化學(xué)和物理性質(zhì)、低毒性、極佳的水溶性等性質(zhì)，大大拓展了CDs的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍。目前，CDs的制備方法主要有，激光蝕刻法，電化學(xué)法，模板法等，這些方法存在原料價(jià)格高，設(shè)備價(jià)格昂貴或者實(shí)驗(yàn)操作復(fù)雜等缺陷，因此，急需一種操作簡單，原料便宜同時(shí)可提高碳點(diǎn)熒光量子產(chǎn)率的制備方

2、法。提高CDs熒光量子產(chǎn)率的方法一般有兩種，一種是后期對CDs進(jìn)行表面鈍化;另一種是摻雜雜原子。
　　為了進(jìn)一步降低制備成本，改善CDs的熒光性能，本課題選擇以廉價(jià)易得可降解的生物質(zhì)基—纖維素為原料，摻雜氮硫雜原子，通過一步水熱法制得一系列纖維素基熒光CDs，分別對制得的CDs進(jìn)行最適實(shí)驗(yàn)條件探究，形貌表征，成分和性能分析，通過細(xì)胞毒性試驗(yàn)評價(jià)其毒性，并將它們應(yīng)用于生物成像與在溶液中對Fe(Ⅲ)檢測，并對Fe(Ⅲ)檢測下限和檢測機(jī)

3、理進(jìn)行探究最終得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論如下:
　　(1)氮摻雜纖維素基熒光CDs的制備及在生物成像的應(yīng)用研究:以纖維素粉和尿素為原料，通過綠色環(huán)保的水熱法一步制備了氮摻雜纖維素基熒光CDs(N-CDs)?？疾炝四蛩刭|(zhì)量、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度對N-CDs熒光量子產(chǎn)率的影響，并探究最適實(shí)驗(yàn)條件為:尿素與纖維素的質(zhì)量比為0.7，反應(yīng)溫度為180℃，反應(yīng)時(shí)間為72h，此時(shí)N-CDs的熒光量子產(chǎn)率達(dá)21.7％;對N-CDs的形貌、成分和光學(xué)性能進(jìn)行表征與

4、分析，發(fā)現(xiàn)它的平均尺寸為4.2nm，表面存在氨基、羥基等基團(tuán)，具有依賴激發(fā)光波長的熒光性質(zhì);通過細(xì)胞毒性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)N-CDs的細(xì)胞存活率達(dá)89％以上，并將其成功應(yīng)用于細(xì)胞成像。
　　(2)氮硫共摻雜纖維素基熒光CDs的制備及在生物成像的應(yīng)用研究:以纖維素粉、硫代硫酸鈉和乙二胺(EDA)為原料，通過綠色環(huán)保的水熱法一步制備了氮硫共摻雜纖維素基熒光CDs(N，S-CDs)。N，S-CDs的最適實(shí)驗(yàn)條件為:纖維素粉0.5g，硫代硫酸鈉0

5、.1g，乙二胺0.5mL，反應(yīng)時(shí)間72h，反應(yīng)溫度180℃，此時(shí)他的熒光量子產(chǎn)率達(dá)28.2％;并對N，S-CDs的形貌、成分和光學(xué)性能進(jìn)行表征與分析，發(fā)現(xiàn)它的平均尺寸為3.2nm，存在氨基，羥基和含硫基團(tuán)等基團(tuán)，具有依賴激發(fā)光波長的熒光性質(zhì);相較于N-CDs，N，S-CDs具有更高的熒光量子產(chǎn)率，相同激發(fā)光下的N，S-CDs發(fā)射光發(fā)生紅移;通過細(xì)胞毒性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)N，S-CDs的細(xì)胞存活率達(dá)93％以上，并將其成功應(yīng)用于細(xì)胞成像。