摻雜熒光碳點(diǎn)的制備及其分析應(yīng)用.pdf

1、碳點(diǎn)（CDs）——尺寸＜10nm的新型碳納米材料。由于其光學(xué)性能穩(wěn)定、表面易修飾、制備成本低廉、生物相容性好等特性引起了人們廣泛的研究興趣。尤其是摻雜后的熒光CDs比單純的CDs具有更強(qiáng)的發(fā)光性能。因此，摻雜熒光CDs作為熒光探針被廣泛應(yīng)用于生物分析領(lǐng)域。本論文通過(guò)對(duì)熒光CDs的摻雜，制備了三種基于CDs的熒光體系，分別實(shí)現(xiàn)了對(duì)藥物姜黃素、抗壞血酸（AA）、Cr(Ⅵ)、和Co2+離子的分析檢測(cè)/細(xì)胞成像分析。
　　第一章：簡(jiǎn)要概述

2、了熒光CDs的性質(zhì)及制備方法，并綜述了其在分析應(yīng)用方面的研究進(jìn)展。
　　第二章：以檸檬酸為碳源，尿素為氮源，通過(guò)簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、綠色的一步水熱合成法制備氮摻雜的碳點(diǎn)（N-CDs）。采用HR-TEM、DLS、FTIR、UV-vis、熒光光譜等對(duì)其結(jié)構(gòu)和光學(xué)特征進(jìn)行了表征。制得的N-CDs平均粒徑5.23nm，具有25.4％的高量子產(chǎn)率(QY)，好的水溶性以及光穩(wěn)定性，其最佳激發(fā)波長(zhǎng)為360nm，發(fā)射波長(zhǎng)為445nm。姜黃素在300到55

3、0nm間有一個(gè)寬的UV-vis峰，與N-CDs的激發(fā)和發(fā)射光譜都有良好的重疊。在姜黃素存在下，N-CDs的熒光被顯著猝滅。由于加入姜黃素前后N-CDs的熒光壽命保持不變，因此這一猝滅可能是由內(nèi)濾作用引起的?；诖耍⒘怂芤褐徐`敏檢測(cè)姜黃素的新方法，其線性范圍是2.0×10-7~1.0×10-5 mol/L，檢出限8.48×10-8 mol/L(S/N=3)。該方法具有良好的選擇性，人體中常見的離子及氨基酸等化合物均不產(chǎn)生干擾。且成功

4、的應(yīng)用于尿樣中姜黃素的檢測(cè)，回收率為95.71-103.81%。
　　第三章：以綠色微生物質(zhì)為天然碳源，即選取了四種代表性微生物釀酒酵母、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、黑曲霉的干燥菌體粉末作為綠色碳前體，采用簡(jiǎn)單的一步水熱法合成了熒光N、P、S共摻雜的碳點(diǎn)（N,P,S-CDs）。以0.1 M的硫酸奎寧為參照物計(jì)算四種菌體制得的QY，最終選擇QY(12.54％)較高的釀酒酵母制得的碳點(diǎn)N,P,S-CDsac為研究對(duì)象。通過(guò)TEM和DLS

5、對(duì)其形貌和粒徑進(jìn)行表征，結(jié)果表明N,P,S-CDsac平均粒徑為3.85±0.50 nm，晶格間距為0.267nm。元素分析、XPS、FTIR等表征結(jié)果 N、P、S元素成功摻雜到了 N,P,S-CDsac表面。通過(guò)熒光、UV-vis光譜分析，N,P,S-CDsac激發(fā)和發(fā)射波長(zhǎng)分別位于350和445nm處。在Cr(Ⅵ)離子存在下，N,P,S-CDsac的熒光顯著猝滅，而加入抗壞血酸（AA）后，其熒光恢復(fù)?；谶@一熒光猝滅-恢復(fù)現(xiàn)象，將N

6、,P,S-CDsac發(fā)展為一種雙功能熒光探針用于細(xì)胞內(nèi)Cr(Ⅵ)和AA的分析測(cè)定。Cr(Ⅵ)和AA的線性范圍分別為0.5-50μM和5-300μM，檢出限分別為42nM和2.7μM(S/N=3)。將N,P,S-CDsac應(yīng)用于人體宮頸癌細(xì)胞SiHa細(xì)胞的共聚焦熒光成像，其可以進(jìn)入細(xì)胞并進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中，表明在生物成像中獲得令人滿意的結(jié)果。
　　第四章：采用一種簡(jiǎn)便無(wú)能耗的合成方法制備N、P共摻雜的碳點(diǎn)(N,P-CDs)并將其應(yīng)

7、用于細(xì)胞成像和C o2+的檢測(cè)。該方法是以蔗糖為碳前體，通過(guò)乙二胺和濃磷酸二者的中和放熱反應(yīng)碳化蔗糖而得。HR-TEM、元素分析、XPS、FTIR表征結(jié)果顯示，制得的N,P-CDs平均粒徑為3.44±0.20 nm，晶面間距為0.192nm，且N、P元素成功的摻雜在了 N,P-CDs表面。從 UV-vis、熒光光譜測(cè)定結(jié)果可知，N,P-CDs的QY為5.77％，激發(fā)和發(fā)射波長(zhǎng)分別位于410nm和505nm處。MTT結(jié)果表明：N,P-CD