荧光石墨烯量子点的制备及应用

由于具有独特的量子限域和边界效应,石墨烯量子点（GQDs）碳基纳米材料表现出特殊的性质和诸多潜在应用. 文中概括了近年来在制备GQDs方面的研究进展,包括利用水热、电化学和化学氧化等把大片石墨变为GQDs的方法,以及利用含碳有机小分子为前驱体,通过溶液化学、超声波和微波等方法来使碳原子重组制得GQDs的方法. 同时,介绍了GQDs在成像技术、生物传感和电化学分析等领域的应用情况. 最后指出,由于GQDs的发光机理还是一个开放性的课题,因此结合GQDs制备方法来研究其发光性质,将是未来该领域的研究重点.     

量子点的制备及其在光化学传感器中的应用研究进展

量子点(QDs)作为一种新型半导体荧光纳米材料,表现出优越的光学、电子和表面可修饰等性质,可应用于许多领域.尤其在化学和生物化学领域,以量子点独特的发光优势构筑传感器在分析检测方面表现出很高的灵敏性和选择性.文章概述了量子点结构、性质及其制备方法,并综述了量子点在光化学传感器中的应用.     

石墨烯量子点对PVA偏光膜的改性

用刮膜机在镜面不锈钢钢板上铺出聚乙烯醇(PVA)原膜,再经过染色、拉伸、补正等工艺制备PVA偏光膜.通过水热法制备的石墨烯量子点(GQDs)尺寸主要分布在2~4 nm,且其水溶液在500~400 nm间的光透过率下降22%,将PVA粉体溶在制得的GQDs水溶液中,制备PVA/GQDs复合偏光膜.结果表明:与PVA偏光膜相比,单片透过率略有下降,但GQDs的加入使偏光膜的直交透过率降低且低于0.1%,从而提高偏光膜的偏振度,达到99.9%以上.     

石墨烯量子点复合材料的制备及其对抗坏血酸的荧光检测

设计并制备了一种在纯水系中荧光增强识别抗坏血酸(AA)的石墨烯量子点复合材料NB-GQDs@MOF-5,利用TEM、FT-IR和XRD对其形貌和结构进行了表征,结果表明NB-GQDs与MOF-5成功复合.荧光检测结果表明,在纯水体系中,NB-GQDs@MOF-5可在考察的有机小分子及阳离子范围内专一性地识别AA,滴加AA后引起荧光增强8.1倍,检出限为0.039μmol/L.     

石墨烯量子点荧光探针在磷酸盐检测中的应用

本文以石墨烯量子点为荧光探针构筑了高选择性磷酸盐传感器.石墨烯量子点的荧光发射波长在407nm,Eu3+可使其荧光发生猝灭.随着磷酸盐的逐渐加入,Eu3+从石墨烯量子点的表面释放出来与磷酸盐结合,猝灭的荧光逐渐回升.回升的荧光信号与磷酸盐浓度成正比,线性范围为8.0×10-7到9.0×10-6mol/L,检出限为1.0×10-7mol/L.所制备的传感器具有较高的灵敏度和选择性,且测定简单,快速,使其具有一定的实际应用价值.     

石墨烯量子点用于修复石墨烯结构缺陷及其薄膜导热性能研究

为解决GO制备过程中,不可避免引入的石墨烯拓扑结构缺陷对热传递性能的显著影响,研究采用石墨烯量子点(GQDs)作为外部碳源,通过在高温条件下修复石墨烯中的拓扑结构缺陷,制备出了自支撑的石墨化–氧化石墨烯/石墨烯量子点(g-GO/GQDs)散热薄膜。与原始的gGO膜相比,g-GO/GQDs薄膜的面内热导率提高了22.1%,达到739.04 W/(m·K)。通过进一步的薄膜结构分析,发现其热导率的提高可归因于石墨化过程中sp2碳晶格域的恢复和形成。石墨烯导热薄膜的散热性能研究表明,该研究结果可有效提高石墨烯薄膜的散热效果,为制备高性能散热薄膜提供了新思路。     

石墨烯量子点的合成及其细胞显影应用

采用柠檬酸作为碳源,通过一步热解法大量合成了石墨烯量子点(GQDs).利用透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、元素分析、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光发射光谱(PL)等测试手段,对所获得GQDs的形貌、结构、组成、表面基团和荧光性质等进行了表征.研究结果表明,该工作合成的GQDs具有良好的形貌与结构,以及优异的光学性能,而且在金属离子检测领域具有很好的应用,特别是对于铁离子(Fe~(3+))具有高效选择性.此外,所合成的GQDs具有很低的细胞毒性,而且在细胞显影中有着优异的效果,表明其在细胞显影领域具有广泛的应用前景.     

扭曲状石墨烯及其掺杂量子点的荧光性能

采用密度泛函理论(DFT)研究扭曲状石墨烯C80H30的本征结构以及边缘位置掺B、中间位置掺B、边缘位置掺N、中间位置掺N等5种量子点的电子结构和光学性质,并与平面状石墨烯结构对比分析.结果表明,扭曲状GQDs未掺杂前能隙宽度为2. 014 e V,在紫外波段强烈吸收,615. 7 nm绿色波段发光,掺入电子受体B后HOMO能级和LUMO能级均升高,掺入给电子体N后HOMO能阶和LUMO能阶均出现降低,2种原子的掺入都会导致能隙宽度变窄,在红色波段发光,掺杂原子及位置不同均会对吸收光谱产生影响.类比于平面状GQDs,扭曲状GQDs的能隙宽度均变宽,吸收峰整体表现出往短波方向移动,发射光谱出现不同程度的蓝移.     

量子点材料的制备及应用

由于量子点的量子尺寸效应、表面效应、量子隧道效应等,具有优良的可见光区荧光发射性质,且激发谱连续分布、荧光峰位和峰强可调。近些年,随着量子点制备技术的不断提高,量子点在生物、医学研究中展现出极大的应用前景。本文着重对量子点材料的制备方法进行综合比较,并对量子点材料的应用进行分析和展望。     

量子点在生物医学中的应用

量子点系统研究是近年来的热门话题。本文总结了量子点的主要光学特性。重点综述了量子点在细胞标记、筛选药物、医学成像、疾病诊断与治疗等生物医学中的应用及其最新研究进展。同时讨论了量子点在应用中可能存在的细胞毒性等主要问题,最后对量子点在生物医学中的应用前景作了展望。     

石墨烯/无机纳米粒子复合材料的制备及其在生物医学领域的应用

石墨烯以独特的结构和优异的性能一经问世就引起了大范围的研究热潮,随着研究的深入,石墨烯/无机纳米粒子复合材料也成为了材料研究领域的新热点.生物医学领域是石墨烯/无机纳米粒子复合材料的重要研究方向.简述了当下石墨烯/无机纳米粒子复合材料的几种制备方法,重点介绍了其在生物医学领域的应用进展.     

纳米材料在生物医学中的应用

纳米生物医学是纳米技术与现代生物医学技术结合的产物,近年来这一领域逐渐受到科学界和企业界的重视,得到了许多振奋人心的进展,具有广泛的应用前景.结合本课题组在纳米材料和生物医学方面取得的研究成果,介绍了量子点、纳米金、碳纳米管、纳米氧化铁和富勒烯几种典型纳米材料在生物医学领域的应用研究现状.     

MXenes量子点的制备及其生物应用

MXenes 量子点 (QDs) 具有优异的金属导电性、亲水性、生物相容性和荧光特性,如今已经可以通过多种不同的合成技术制备出品质较好且性能优异的MXenes QDs,如V2C QDs、TiCN QDs等.该文以独特的视角全面介绍了MXenes QDs的研究进展,首先介绍了水热/溶剂热法、超声法、球磨法、微爆法、熔融盐合成法以及热解法等合成技术,然后介绍了MXenes QDs在免疫调节、肿瘤治疗、生物传感和生物成像等方面的应用,并针对MXenes QDs目前在合成方法和潜在毒性等方面面临的挑战提出了展望,这将为后续MXenes QDs在新兴领域的大规模高效应用提供强有力的科学指导.     

Au@SiO2颗粒对石墨烯量子点拉曼信号的增强作用

采用金纳米颗粒包覆了一层二氧化硅壳层作为实验材料,利用该核壳材料增强石墨烯量子点的拉曼信号,并实现了单颗粒增强.实验中,二氧化硅的厚度可以通过反应时间得到控制,该壳层可以增强金纳米颗粒的化学和物理稳定性.本文方法与使用纯金纳米颗粒增强石墨烯量子点拉曼信号相比,其拉曼信号强度增强了20%以上.     

Preparation of multi-color quantum dots and its application to immunohistochemical analysis

Quantum dots （QDs） have the potential to be used in the multiplexed bioanalysis for their unique property： multi-color QDs can be excited at the same single wavelength light. In this work, high quantum yield multi-color core/shell QDs were prepared. After being water-solubilized by amphiphilic polymer based on self-assembling, the QDs would be labeled by two different IgGs and used in the multiplexed biodetection. Fluorescence resonance energy transfer （FRET） should be avoided in the multiplexed biodetection. In this work, spectral analysis showed that no FRET appeared in watersoluble QDs modified by amphiphilic polymer. The immunofluorescence in vitro indicated that the QDs- IgGs bioconjugates had excellent species-specific detection ability with nearly non-specific binding. The setting of this model will help to support the application of multi-color QDs in the multiplexed bioanalysis communities.     

ZnS-AgInS_2量子点的制备、表征及修饰

通过热分解(AgIn)xZn2(1-x)(S2CN(C2H5)2)4前驱体,以巯基乙酸为修饰剂合成了水溶性的ZnS-AgInS2量子点.该量子点不含有毒元素.在室温下,它的发射波长可通过只控制前驱体的组成就能得到从绿到红的不同荧光的量子点,而前驱体组成的变化不会影响量子点的尺寸.量子点粒径介于6~7 nm之间,其荧光量子产率最高可达31%.     

包被试剂对CdS量子点化学发光特性的影响

分别以半胱胺(CA)、半胱氨酸(L-cys)、谷胱甘肽(GSH)为包被试剂,制备出了3种粒径相同的水溶性CdS量子点,考察了这些CdS量子点在不同氧化剂体系下的化学发光行为.结果表明,CdS量子点化学发光性能与氧化体系密切相关,而且包被试剂对CdS量子点化学发光性能影响很大.此研究为提高量子点的化学发光效率提出了一种新的途径,即通过优化其包被试剂来提高量子点的化学发光效率.     

尺寸和边界形貌对三角锯齿型石墨烯量子点的磁性影响

采用约束路径量子蒙特卡罗计算方法和基于密度泛函理论的第一性原理数值计算方法,研究了不同尺寸的规则三角锯齿型石墨烯量子点（ZZ）和边界重构后的三角锯齿型石墨烯量子点（ZZST）的磁学特性和电子结构特征．2种方法的计算结果均表明：在所有尺寸下的ZZ的基态均处于铁磁态;当边界重构后,除了尺寸很小的外,其他尺寸的基态均处于反铁磁态．通过Drool^3软件包计算费米能级附近的上下自旋电子态密度分布,发现ZZ在费米能级附近出现明显自旋向上和自旋向下的态密度分布的劈裂,边界重构后费米能级附近的自旋极化被弱化,表明不规则的边界对石墨烯量子点的磁性具有抑制作用．     

Mn^2＋和Ce^3＋共掺杂的CdS量子点制备及其光谱研究

采用低温水热技术,以硫脲为稳定剂,在90℃的水相中合成了发蓝色荧光的Mn^2＋和Ce^3＋共掺杂的CdS体量子点。用透射电子显微镜对该量子点形貌进行了表征,其直径约为10 nm的球形颗粒。研究了该量子点的紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱以及荧光光谱随时间的变化。结果表明,Mn^2＋和Ce^3＋共掺杂使CdS量子点的发光强度提高10倍;该量子点具有较好的发光稳定性。