綠色熒光碳點(diǎn)的合成及其在細(xì)胞標(biāo)記和分析化學(xué)中的應(yīng)用.pdf

1、作為一種新型的熒光納米材料，碳點(diǎn)(carbon dots，CDs)在生物分析中展現(xiàn)了優(yōu)越的性能:熒光性質(zhì)穩(wěn)定;發(fā)射波長可“調(diào)”，在同一激發(fā)波長下粒徑越小發(fā)射波長越短;生物相容性好，毒性低;分子量和粒徑均很小。這些特點(diǎn)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)熒光物質(zhì)的缺陷，使其成為發(fā)光材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前熒光碳點(diǎn)已應(yīng)用到體外細(xì)胞成像和活體成像中，有望取代有機(jī)染料甚至量子點(diǎn)，成為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最具前景的熒光標(biāo)記物，同時(shí)也開始在離子和小分子檢測中得到應(yīng)用。據(jù)此，合成發(fā)光

2、性能好的碳點(diǎn)并將其用于生物或分析化學(xué)領(lǐng)域，具有重要研究意義。本項(xiàng)工作用溶劑熱法合成了熒光碳點(diǎn)并將其用于細(xì)胞標(biāo)記和銅離子檢測，得到較好的結(jié)果。
　　首先，以抗壞血酸為碳源，乙二醇水溶液作為溶劑，通過溶劑熱法一步合成綠色熒光碳點(diǎn)，其量子產(chǎn)率為5.7％。實(shí)驗(yàn)中優(yōu)化了溶劑種類，體系pH值，反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)溫度，抗壞血酸用量以及乙二醇的濃度，考察了碳點(diǎn)的熒光穩(wěn)定性，并通過透射電鏡、熒光光譜、紫外可見吸收光譜和紅外光譜對(duì)合成的碳點(diǎn)進(jìn)行了形貌、光

3、譜性能和表面官能團(tuán)的表征。
　　其次，探索了溶液pH值對(duì)合成碳點(diǎn)熒光強(qiáng)度的影響，當(dāng)pH值在2.55-5.19之間時(shí)，碳點(diǎn)的熒光強(qiáng)度與pH值具有良好的線性關(guān)系，線性回歸方程為y=75.63x+37.91，R=0.9990。在此基礎(chǔ)上，基于熒光碳點(diǎn)粒徑小，生物相容性好，穿透性強(qiáng)等特點(diǎn)將適宜pH值的碳點(diǎn)溶液與酵母菌細(xì)胞共同孵育，實(shí)現(xiàn)了對(duì)酵母菌細(xì)胞的直接標(biāo)記，并考察了不同孵育時(shí)間下進(jìn)入酵母菌細(xì)胞內(nèi)碳點(diǎn)的多少。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，4h后就有少量碳

4、點(diǎn)進(jìn)入酵母菌細(xì)胞，隨時(shí)間的延長，進(jìn)入的碳點(diǎn)不斷增多。
　　最后，基于熒光淬滅作用對(duì)Cu2+進(jìn)行了定量檢測。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)Cu2+濃度在0.075-1.25mmol·L-1范圍內(nèi)時(shí)，碳點(diǎn)熒光強(qiáng)度的淬滅與Cu2+濃度呈現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，線性回歸方程為y=-83.33x+424.30，R=0.9992;方法的檢出限為0.057mmol·L-1;測定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.76％(0.500mmol·L-1，n=11)。測定本溪山泉與雪水中