微波法構(gòu)建碳點(diǎn)-天然高分子熒光納米復(fù)合物及其應(yīng)用研究.pdf

1、碳點(diǎn)是一種新型的熒光碳納米材料，具有良好的熒光穩(wěn)定性、多色熒光性、無毒性和生物相容性等優(yōu)良的性能，因此在熒光標(biāo)記、生物成像、生物傳感器和光電子器件等領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。近年來，一些天然物質(zhì)和材料（例如葡萄糖、氨基酸、樹葉、橙汁和明膠等）由于具有來源廣泛、價格低廉、可再生、環(huán)境友好、以及無毒性和良好的生物相容性等性能特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，在碳點(diǎn)的制備和應(yīng)用研究方面已經(jīng)受到了人們越來越多的關(guān)注。本工作采用微波原位法制備了碳點(diǎn)/天然高分子納米復(fù)

2、合物（碳點(diǎn)/殼聚糖復(fù)合物、碳點(diǎn)/明膠復(fù)合物），并對所制備的碳點(diǎn)/天然高分子納米復(fù)合物的性能及應(yīng)用進(jìn)行了研究。
　　首先，我們采用殼聚糖水溶液作為唯一反應(yīng)物，通過微波原位法制備了碳點(diǎn)/殼聚糖復(fù)合物，該制備方法簡單方便，所得碳點(diǎn)/殼聚糖復(fù)合物不需經(jīng)過產(chǎn)物分離和提純等步驟就能直接進(jìn)行后續(xù)的應(yīng)用。該碳點(diǎn)/殼聚糖復(fù)合物溶液呈黃棕色，透明均一，在365 nm紫外光下顯示出明顯的藍(lán)色熒光。此外，該碳點(diǎn)/殼聚糖復(fù)合物中的碳點(diǎn)分散良好，尺寸比較均一

3、。重要的是，該碳點(diǎn)/殼聚糖復(fù)合物具有新的綜合性能特點(diǎn)，即不僅被賦予了碳點(diǎn)的多色熒光性能，而且還保留了殼聚糖的成膜性能和pH刺激響應(yīng)性能。該碳點(diǎn)/殼聚糖復(fù)合物可以十分方便地直接應(yīng)用于制備多色復(fù)合膜和復(fù)合小球，還可以直接應(yīng)用于細(xì)胞標(biāo)記和生物成像。因此，這種微波原位法制備的碳點(diǎn)/殼聚糖復(fù)合物在熒光材料、熒光涂層、生物成像和生物標(biāo)記等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。
　　我們還進(jìn)一步開展了微波原位法制備的碳點(diǎn)/殼聚糖復(fù)合物的電沉積技術(shù)以及碳點(diǎn)的電

4、控制釋放研究。利用碳點(diǎn)/殼聚糖復(fù)合物所具有的多色熒光性能，以及成膜性能和pH刺激響應(yīng)性能，可以直接將碳點(diǎn)/殼聚糖復(fù)合物電沉積在不同的電極和導(dǎo)電基材上制備熒光涂層，并且還可以非常方便地通過調(diào)控電沉積條件來控制碳點(diǎn)/殼聚糖復(fù)合物涂層的熒光強(qiáng)度；另外，我們利用碳點(diǎn)/殼聚糖復(fù)合物所具備的綜合性能特點(diǎn)，通過電沉積技術(shù)在不同的電極和導(dǎo)電基材上構(gòu)建了碳點(diǎn)/殼聚糖復(fù)合物的多色熒光圖形和圖案。另一方面，碳點(diǎn)/殼聚糖電沉積層和熒光圖案中的碳點(diǎn)可以通過施加電

5、信號的方法實(shí)現(xiàn)電控制釋放。因此，這種可以直接應(yīng)用于電沉積的碳點(diǎn)/殼聚糖復(fù)合物在熒光涂層、熒光圖案和控制釋放等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
　　此外，本工作還采用明膠水溶液作為唯一反應(yīng)物，利用簡單方便的微波原位法制備了碳點(diǎn)/明膠復(fù)合物，該復(fù)合物也不需要經(jīng)過產(chǎn)物分離和提純等步驟就能直接進(jìn)行后續(xù)的應(yīng)用。測試結(jié)果表明，該碳點(diǎn)/明膠復(fù)合物不僅具備了碳點(diǎn)的熒光性能，而且還保留了明膠特殊的溫度刺激響應(yīng)性溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變性能，因此該碳點(diǎn)/明膠復(fù)合物可以

6、十分方便地直接應(yīng)用于構(gòu)建碳點(diǎn)/明膠熒光圖形和熒光圖案。并且，該復(fù)合物可以直接應(yīng)用于制備碳點(diǎn)/明膠復(fù)合小球，所制備的復(fù)合小球中的碳點(diǎn)可以通過調(diào)控水體系的溫度實(shí)現(xiàn)對碳點(diǎn)的釋放速度進(jìn)行控制，這將有利于其在藥物載體、控制釋放、熒光標(biāo)記等領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　本工作創(chuàng)新性地采用簡單方便的微波原位法，直接構(gòu)建出碳點(diǎn)/天然高分子熒光納米復(fù)合物（碳點(diǎn)/殼聚糖復(fù)合物、碳點(diǎn)/明膠復(fù)合物），這些碳點(diǎn)/天然高分子復(fù)合物能夠十分方便地直接進(jìn)行后續(xù)的應(yīng)用。并且，