熒光碳納米材料的合成及在光敏傳感與細胞成像中的應用研究.pdf

1、碳類量子點(Carbon-based Quantum Dots， CQDs)作為一種新型的熒光碳納米材料，因其具備良好的光學特性、電學性質和生物性質，能夠很好的應用于光電設備、傳感器、生物成像及生化分析領域。事實上，在生物領域，常用傳統(tǒng)的有機染料作為標記試劑對細胞和生物分子進行染色或修飾標記進行細胞和分子鑒別與測量;而在光電設備及傳感器方面也是半導體量子點研究的更多并且更透徹。然而，這類傳統(tǒng)有機染料往往因為熒光壽命短、生物相容性差、易光

2、分解且分解產物通常有毒有害、難以進行多色同時標記等不足限制了其在生化分析方面的應用;而半導體量子點往往含有重金屬元素，難免阻礙了它在傳感器和光電設備方面的發(fā)展。與傳統(tǒng)有機染料和半導體量子點比較而言，CQDs作為一種新型熒光標記試劑，避免了以上種種不足并且以其良好的生物相容性、高效且穩(wěn)定的熒光強度、窄且對稱的發(fā)射峰等優(yōu)勢引起了新的研究熱潮。
　　本文主要開展了基于熱解不同前驅體合成CQDs并研究其光學性質及應用的工作。主要內容如下:

3、
　　(1)利用鏈霉素作為前驅體通過水熱合成方法制備得到一種氮摻雜CQDs。得到的CQDs化學性質穩(wěn)定、尺寸均一、細胞毒性低，并且具有較好的細胞成像能力。
　　(2)通過一步法固相熱處理谷胱甘肽制備得到氮硫共摻雜CQDs。此方法簡單、綠色，合成得到的CQDs具備尺寸均一、熒光性能好且穩(wěn)定等優(yōu)點。以此CQDs為熒光探針，可以實現Hg2+的高靈敏性和高選擇性檢測。
　　(3)利用過硫酸銨、葡萄糖和乙二胺作為前驅體通過熱處理

4、的方法合成得到了氮硫共摻雜CQDs。相比于空白的CQDs，這種CQDs不僅顯示了很好的熒光特性以及較高的量子產率，同時具有規(guī)則的形貌和優(yōu)良的化學穩(wěn)定性。以此氮硫共摻雜CQDs作為探針，可以實現甲氨蝶呤的高靈敏性和高選擇性檢測，并且可以對實際樣品中的甲氨蝶呤進行檢測。
　　(4)通過熱解檸檬酸和硫脲混合物制備得到一種氧硫共摻雜的石墨相氮化CQDs。這種氮化CQDs顯示了很好的熒光性能，其中量子產率為14.5％。此外，以此CQDs為熒