高效橘色荧光碳量子点的合成及其在细胞成像中的应用

文章以对苯二胺和乙二胺为原料,采用氮元素掺杂的方法微波合成了长发射波长(λem=588nm)的橘色荧光碳量子点(N-CDs)。通过透射电子显微镜,红外光谱,X射线光电子能谱、荧光光谱分析等对其形貌和光学性质进行表征,表明N-CDs具有尺寸小(5.8nm)且粒径均一,量子产率高(13%),稳定性好等特点,并通过MTT法和激光共聚焦扫描显微镜分别评估其细胞毒性和在肺腺癌A549细胞内的成像分析,结果表明,N-CDs具有生物相容性好,细胞毒性低以及细胞膜穿透性好等优点。N-CDs的优良的光学性质以及生物性能使其在细胞成像领域有潜在应用价值。     

生物功能化碳量子点制备

为了实现碳量子点在细胞荧光成像方面的应用,采用共价修饰的方法对碳量子点进行生物功能化.采用水热法,以柠檬酸为碳源,乙二胺为钝化剂合成了蓝色荧光碳量子点.为了进一步实现碳量子点的共价偶联,对碳量子点进行羧基化处理,然后通过两步功能分子修饰完成生物功能化碳量子点的制备.采用透射电子显微镜、荧光和紫外分光光度计、红外光谱仪、电位粒度分析仪及荧光共聚焦显微镜研究了生物功能化碳量子点的性质和功能.实验结果表明:聚乙二醇(PEG)和核定位肽TAT通过酰胺化反应成功修饰至碳量子点上,叶酸(FA)通过酯化反应成功修饰至PEG末端,两步共价修饰完成了生物功能化碳量子点的制备.该生物功能化碳量子点具有电中性、小尺寸、低毒性和细胞核靶向的功能,适用于细胞荧光成像分析.     

新型邻菲啰啉钌配合物的合成、聚集诱导发光性质及细胞成像

以邻菲啰啉为母体,设计合成了一种具有聚集诱导荧光增强(AIE)性质的钌配合物1,并利用核磁共振氢谱、质谱和红外对其结构进行了表征.通过紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、细胞毒性及细胞成像等实验研究了配合物1的光学性质及其在细胞内的应用.结果表明：配合物1的荧光发射峰在600 nm,且具有明显的AIE性质,当水含量为80%时,其荧光强度增强约5.2倍;此外,配合物1的生物毒性较小,可应用于固定细胞中的细胞成像.     

水热法合成双发射碳点的研究

制备了一种新型的具有双发射波长的荧光碳点(CDs)。以柠檬酸和苯并咪唑为原料,以甲酰胺为溶剂,采用一锅煮水热法合成。通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对其光学性能进行研究,透射电子显微镜、X-射线衍射、拉曼光谱和傅里叶变换红外光谱等方法对碳量子点组成和形貌进行表征。结果表明,制备的CDs呈现蓝色荧光和红色荧光,在水溶液中有良好的分散性和光稳定性。合成的CDs发射的红光比蓝光对酸碱有着更高的灵敏性。红光发射在碱性中荧光较强,在酸性介质中荧光减弱,展现了潜在的pH传感性能。合成方法简单,对实现大批量合成双发射碳点提供一种新的思路。     

尿素还原法制备碳量子点

将富勒烯C_(60)和C_(70)分别在空气气氛中350℃下煅烧,然后采用尿素还原法在温和(90℃)条件下制备得到碳量子点;以透射电子显微镜、粉末X-射线衍射、拉曼光谱和傅里叶变换红外光谱等对碳量子点的组成和形貌进行表征,通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对其光学性能进行研究;并推测碳量子点的形成机制.结果表明,在激发光波长为320nm时,两种碳量子点的荧光最大发射峰波长位于450nm附近,相对荧光量子产率分别为23.24%和27.55%,推测其形成机制为尿素对空气气氛中煅烧过的富勒烯表面氧化位点的还原.该结果为温和条件下合成碳量子点提供了一种新的思路.     

荧光碳量子点的合成与生物成像应用及生物安全性研究进展

荧光探针在生命科学领域被广泛应用于生物成像领域.随着纳米技术的迅速发展,一些新类型的纳米荧光探针应运而生.荧光碳量子点(carbon dots)以其良好的生物相容性、优异的的抗光漂白能力、长荧光寿命和宽荧光光谱区域,在生物成像方面有广泛的应用前景.重点关注近年来碳量子点在合成、生物成像以及生物安全性方面的进展,对开发成更安全和更灵敏的碳量子点探针进行了探讨.     

基于果糖和多巴胺的碳点制备及性能

以果糖为碳源,多巴胺(DA)为氮源,一步水热法制备N掺杂碳点(N-CDs).分别采用X-射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等表征手段对N-CDs的结构、形貌、表面官能团及光学性质进行分析,用MTT法研究细胞毒性,用共聚焦显微技术研究细胞成像性能.结果表明：N-CDs为平均粒径约1.76 nm的球形颗粒,表面富含羟基、羧基、氨基和羰基等官能团,荧光激发和发射波长分别为440 nm和536 nm. N-CDs水溶性好,低细胞毒性,浓度为0.5 mg·mL^-1时,Hela细胞的存活率高于93%,且N-CDs易通过细胞膜进入细胞质中,在细胞内展现出较亮的荧光信号.该方法简便、绿色环保,N-CDs具有低细胞毒性,可在细胞内荧光成像,有望应用于癌细胞的早期诊断.     

碳点的制备及其生物成像与生物检测应用

碳点(CDs)作为一种新的含碳荧光纳米粒子,由于其良好的生物相容性引起了广泛的关注。碳点不仅被用于生物成像探针,还被用来作为生物传感探针。目前,碳点的合成、结构与性质、荧光机理以及对生物相容性和生物应用的评价等方面都有了很大的进展。从碳点的合成方法、荧光性质以及在生物成像和生物检测应用方面进行了概述,重点阐述了碳点用于荧光比率传感的设计与构建,并对碳点研究的发展方向和应用前景进行了评述与展望。     

纳米标记材料荧光碳点的制备

以葡萄糖为碳源,以聚乙二醇(PEG)为分散剂和表面修饰剂,采用微波法和水热法2种加热方法,探索了水溶性荧光纳米碳量子点(Carbon Quantum Dots,CQDs)的制备;探讨了碳量子点制备过程中反应温度、反应时间、PEG/葡萄糖摩尔比和p H值对碳量子点荧光性能的影响.实验结果表明,微波法合成碳量子点的影响因素的排列顺序为:反应时间反应物摩尔比反应温度,反应时间为2.5 min、摩尔比n(PEG-200):n(葡萄糖)=6∶1、反应温度为180℃,p H=9为微波法合成荧光碳量子点的最优条件,并在此优化条件下,对微波法和水热法制备的碳量子点的光学性质进行了初步比较,结果显示,水热法制备的荧光碳量子点性能略优于微波法,这2种方法制备的荧光碳量子点都具有较好的荧光性能,均能用于荧光标记领域.     

氮、磷共掺杂碳点在Fe~(3+)检测和细胞多色成像中的应用

以杏仁为原料采用热解-水热法制备了氮、磷共掺杂碳点(N,P-CDs)。合成的N,P-CDs具有好的荧光发光性能和高的光学稳定性。基于这些优良的性质,将合成的N,P-CDs成功应用于Fe~(3+)检测及细胞多色成像。Fe~(3+)检测的线性范围为10～400μmol/L,检出限为3.3μmol/L。人肝癌细胞的共聚焦荧光显微成像显示:N,P-CDs能穿透细胞壁进入细胞质,在不同激发下呈现出不同颜色的荧光;并可用于观察活细胞内Fe~(3+)的浓度变化。     

Se/N-掺杂荧光碳点的制备及其荧光性能研究

该文依托四川大学化学专业综合训练平台,结合纳米材料的结构特点和光学性质(荧光光谱和紫外-可见吸收光谱)等专业知识背景,开展了"Se/N-掺杂荧光碳点的制备及荧光性能研究"综合实验设计。通过实验设计和实验过程,帮助学生深入了解纳米碳材料的结构与光学性能之间的关系以及合成过程对材料性能的影响。综合实验不仅可以夯实测试仪器的相关基础知识、提高操作技能,而且全方位培养学生的综合素质、创新意识和能力。     

碳量子点荧光探针识别与测定水溶液中的Cr(Ⅵ)

以柠檬酸、乙二胺为原料,采用水热法制备碳量子点,利用透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、紫外-可见分光光度计及荧光分光光度计表征碳量子点的形貌、化学成分、官能团以及荧光性能,考察了Cr(Ⅵ)阴离子对碳量子点荧光性能的影响.结果表明:Cr(Ⅵ)的加入改变了碳量子点紫外特征吸收峰的强度与位置,并使碳量子点的荧光发生静态猝灭;随着Cr(Ⅵ)浓度增加,碳量子点荧光的猝灭率呈线性变化.基于此,建立了以碳量子点为荧光探针识别与定量测定水溶液中Cr(Ⅵ)的方法,为发展水体中Cr(Ⅵ)的快速、灵敏检测技术奠定了基础.     

以“解决问题”为导向的化学生物学综合创新实验设计

该文以"解决问题"为导向,结合最新的科研成果,设计了一个化学生物学综合创新实验。实验依据荧光共振能量转移原理,将碳量子点和异硫氰酸荧光素进行偶联,制备了pH敏感的比率型荧光探针,并将该探针运用于胞内pH的动态监测。该实验体现了新型纳米材料合成、荧光光谱分析、细胞标记及细胞成像等前沿领域的相互交叉、相互融合。实验内容充实、结果稳定可重复。另外,实验涵盖了可供学生自主探索和实践的内容,有助于提升学生的实践创新能力。     

基于生物质甘蔗渣的荧光碳量子点制备

本实验以富含纤维素的废弃生物质甘蔗渣为原料,采用水热法合成了具有荧光性能的碳量子点.对碳量子点进行了表征,其粒径大小约为5~10 nm;在紫外灯照射下发蓝色荧光,对其荧光性能进行了研究,发现其具有多元激发、多元发射的性质.对其细胞毒性进行了研究,结果表明是一种生物相容性良好的标记材料.     

CdTe@SiO2@GdF3荧光/磁共振成像双功能微球的制备和表征

利用改良的Stber法合成CdTe@SiO₂微球, 直接沉淀法制备CdTe@SiO₂@GdF₃核壳结构的荧光/磁共振成像双功能微球, 并 用透射电镜(TEM)、 能量散射X射线光谱(EDXA)、 磁共振成像(MRI)、 Fourier变换红外光谱(FT-IR)和荧光光谱等方法对其结构、 磁共振成像和发光性能进行表征. 实验结果表明: 合成的微球具有明显的球形核壳结构, 大量的GdF₃以小颗粒形态均匀分散于SiO₂表层, 颗粒尺寸为5~8 nm; 在CdTe@SiO₂@GdF₃微球表面可检测到Si,O和Gd元素, 即Gd已掺杂到CdTe@SiO₂材料中; 相对于CdTe量子点, CdTe@SiO₂@GdF₃微球荧光发射光谱发生红移, 但仍具有良好的荧光性能; CdTe@SiO₂@GdF₃微球的弛豫参数     

碳点与人血清白蛋白的相互作用研究

以柠檬酸为原料制备了碳点,并运用紫外-可见分光光度计、荧光分光光度计和透射电镜(TEM)对该碳点进行光谱与形貌表征。采用荧光光谱、圆二色谱以及紫外-可见吸收光谱等方法,在近生理条件下研究了碳点与人血清白蛋白(HSA)的相互作用。荧光猝灭和紫外-可见吸收光谱试验结果表明,人血清白蛋白(HSA)和碳点形成了静态复合物,相互作用力以氢键和范德华力为主,而且碳点会引起人血清白蛋白(HSA)构象发生变化。研究结果可以为碳点的生物安全性研究提供一定的理论信息。     

一步合成以组氨酸为碳源的碳点

碳点作为碳纳米材料的新成员,具有良好的光学稳定性和生物低毒性,倍受人们关注.现有关制备碳点的方法层出不穷,但合成碳点的产率低且过程繁琐,消耗过大,浪费过多,不够方便快捷.研究以适当比例的组氨酸、五氧化二磷和超纯水混合,一步碳化法合成碳点的方法,其合成的碳点分散性良好,在不同的盐浓度、pH、温度下荧光信号都很稳定,荧光寿命较长,且在常温下便可进行,合成条件要求低,简便且经济,优于传统的制备方法.该碳点其优良的性能在纳米材料用于检测分析及生物成像方面具有潜在的意义.     

一步合成水溶性碳量子点及其荧光性能研究

以麦芽糖为碳源,运用一步微波法制备了具有激发依赖的水溶性荧光碳量子点(CQDs)。考察了麦芽糖的浓度、反应时间、反应微波功率以及钝化剂的浓度对CQDs荧光性能的影响。借助高分辨透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱分析来表征CQDs的表面结构及光谱特性。并探究了p H、氧化还原剂、表面活性剂、金属离子对其荧光强度的影响。实验结果表明:CQDs在水溶液中粒径均一,分散性良好,具备优良的荧光特性和光稳定特性。在弱酸弱碱性环境下具有良好的荧光性能,表面活性剂对其荧光性能影响不大,而一些氧化还原剂、金属离子对其荧光有不同程度的增敏和猝灭作用。     

生物质碳量子点的合成及其性能研究

由于碳量子点(CQDs)在生物成像、标记以及检测等领域有着良好的发展前景,为此,开展对碳量子点的基础研究成为近年的研究热点。本实验以高温碳化的胡萝卜为碳源合成出水溶性的碳量子点,采用荧光分光光度计检测了CQDs对不同浓度重金属离子的荧光传感,探讨了溶液pH值对胡萝卜生物质碳合成的CQDs荧光性能的影响。实验结果表明,CQDs对不同浓度的重金属离子以及不同溶液pH值的荧光传感响应不同,其中对低浓度的Fe3+以及pH值为碱性时具有较好的荧光传感性能。     

水中痕量重金属离子的碳量子点荧光传感器检测法研究新进展

碳量子点具有优良的荧光特性、制备简单、成本低廉、毒性低、性能稳定和生物相容性好等优点,在荧光传感器方面展现出良好的应用前景,在金属离子检测和生化分析等领域引起了广泛关注。本文综述了碳量子点的制备方法及近5年碳量子点荧光传感器在检测水中痕量重金属离子方面的最新进展,并对碳量子点荧光传感器目前面临的挑战和今后的发展趋势进行了展望,以期为该领域的深入研究提供参考和借鉴。