荧光碳点的合成及其应用研究进展

碳点(Carbon Dots,CDs)具有良好的体内外生物相容性、表面功能化、合成环境友好、成本低等优点,引起了国内外学者的广泛关注。本文对近年来碳点领域的研究进展,包括碳点的合成方法、性质和应用进行了总结和归纳。尤其是碳点在生物成像、光催化、电催化、发光二极管(LEDs)等领域的应用,并对碳点未来的研究方向进行了展望。     

近红外荧光碳点的合成及其在生物成像中的应用

由于红光/近红外发射具有深层组织穿透力强、自体荧光小、对生物组织损伤小等特点,具有上述特性的碳点的制备与生物成像应用备受关注.本文以磺化四苯基卟啉为前驱体,采用溶剂热法合成近红外发射的荧光碳点(NIR-CDs).NIR-CDs的最大发射峰位于692 nm,其荧光发射具有激发波长非依赖性,经分析NIR-CDs的近红外荧光...     

荧光碳点的合成、性能及其应用

碳点(Carbon dots,CDs)是指粒径一般小于10 nm的新型荧光碳纳米材料,与传统的量子点相比,具有制备简单、原料来源丰富、低细胞毒性、良好的水溶性和生物相容性、易于功能化改性、价格低廉、容易大规模合成等特性.由于其优越的性能,碳点在电化学分析和生物传感、荧光成像、药物传递、光电催化、发光器件、环境能源等领域...     

碳点荧光探针在农产品快速检测中的应用进展

目的综述碳点荧光探针在农产品快速检测中的进展,为保证农产品质量安全提供参考。方法通过对国内外文献进行归纳总结,分析碳点的特点、检测原理和合成方法;围绕农产品中常见的重金属离子与农药检测,综述碳点荧光探针的应用进展;并就现存问题对其未来发展方向进行展望。结果虽然碳点荧光探针在农产品快速检测中已经取得一定成果,但在荧光机理、检测灵敏度、稳定性等方面仍有一些亟待解决的问题,需要开展深入的研究。结论碳点具有光学性质稳定、表面易于功能化、反应速度快和生物相容性好等优势,对其进行修饰、掺杂和钝化可以拓宽检测范围,提高检测性能,有望在农产品快速检测应用中发挥更重要的作用。     

表面接枝端羟基聚酰胺-胺的磁性氧化石墨烯对Hg (Ⅱ) 的吸附性能

利用氯乙醇对合成的一系列接枝聚酰胺-胺树状高分子的磁性氧化石墨烯(MGO-PAMAM)进行端基的羟基化修饰,制备接枝端羟基聚酰胺-胺的磁性氧化石墨烯(MGO-PAMAM-OH)。通过透射电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪、振动样品磁强计和X射线光电子能谱仪对样品进行表征,考察了不同因素下MGO-PAMAM-OH对水溶液中Hg(Ⅱ)的吸附性能,并研究了其吸附动力学和等温吸附过程。测试结果表明,成功制备了一系列MGO-PAMAM-OH样品,其中,接枝3. 0代端羟基聚酰胺-胺的磁性氧化石墨烯(MGO-PAMAM-OH-G3. 0)样品对Hg(Ⅱ)的吸附性能最好,最大吸附量为129. 98 mg·g~(-1)。MGO-PAMAM-OH-G3. 0对Hg (Ⅱ)的吸附为发生在均质表面的单层化学吸附。此外,在吸附过程中MGO-PAMAM-OH-G3. 0将Hg(Ⅱ)部分还原为Hg(Ⅰ)。     

荧光碳量子点:合成、特性及在肿瘤治疗中的应用

碳量子点是一种以碳元素为主要成分的新型荧光碳纳米材料。碳量子点是纳米材料的一员,具备纳米材料所共有的表面和界面效应,因而表面非常活跃,易于功能化修饰;纳米材料具有小尺寸效应和量子尺寸效应,使得碳量子点具有优异的荧光性能,荧光量子产率高、稳定性强、光谱可控;另外,碳量子点的水溶性优良,碳元素的构成保证了碳量子点的低细胞毒性和良好的生物相容性,极小的粒径和分子量也有利于其在生物体内的应用。这些突出的性能使得碳量子点在肿瘤体外检测、体内成像、肿瘤靶向载体与治疗等领域中都有重要的应用价值。仅从肿瘤治疗方面而言,碳量子点在许多传统和新兴的肿瘤治疗方法中都有很多深层次的应用。纳米药物载体技术是大部分学者利用碳量子点来改善化学治疗过程最常用的手段。它是将纳米材料作为基本单元,通过物理和化学等手段将药物连接、吸附或者包裹在纳米材料上,利用载体的特殊性能来实现更好的抑癌效果。而碳量子点诸多的优良性能也使其在化学治疗过程中有非常多的应用,包括:(1)改善药物的水溶性,以提升治疗效果;(2)提高药物对病灶处的靶向性,降低对正常细胞的危害;(3)延长药物在人体内的滞留时间;(4)实现药物智能高效释放等。这些复合载药体系具有特异性、靶向性、定量准确、易吸收等特点,可以有效提高治疗效果。此外,碳量子点的光热转化特性、光致发光特性也使得其在光热治疗和光动力治疗等新兴治疗方法中有所应用。光热治疗提高了热疗过程中的安全性和高效性;碳量子点在光动力治疗应用中,可以显著改善光敏剂水溶性差、荧光量子产率低、光源穿透深度不够、癌变组织氧气供应不足等应用难题,为深层肿瘤治疗提供了研究思路。多种方式的协同治疗也可以将治疗效果提升至最大化。本文归纳了碳量子点的合成方法以及新的制备工艺的发展趋势,总结了碳量子点在肿瘤治疗中所具有的优良性能,并着重介绍了碳量子点在光动力治疗、光热治疗和化疗等肿瘤治疗领域中的前沿应用。     

云杉碳点的制备及其在甲醛检测中的应用

目的 为云杉木包装箱废弃物的二次利用提供新的途径。方法 将废弃的云杉木包装作为碳源,采用高温高压水热法,在180 ℃下反应10 h,制得云杉碳点(Spruce carbon dots,S?CDs),并将其应用于甲醛检测。通过透射电镜(HRTEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)等仪器对S?CDs的形貌、晶型结构、化学组成和光学性能进行表征。结果 S?CDs呈类球状,平均粒径为3.49 nm,量子产率为0.45%,其表面含有C—O、C=O、N—H等基团,水溶性较好,在365 nm紫外灯下会发出蓝色的荧光。采用比值荧光法将S?CDs应用于甲醛检测,S?CDs对甲醛表现出较好的响应性,在甲醛浓度为0~1 mmol/L内,其溶液的荧光强度F427/F490与甲醛浓度之间呈现良好的线性关系(R²=0.968),检出极限值(LOD)达到0.045 mmol/L。结论 以云杉废弃木包装为单一碳源,成功地制备出可应用于甲醛检测的S?CDs,实现了废弃云杉木包装的二次利用和功能化。     

荧光碳点的制备和性质及其应用研究进展

荧光碳点是继碳纳米管、纳米金刚石和石墨烯之后,最受关注的碳纳米材料之一。与传统半导体量子点相比,碳点具有优异的荧光性能、小尺寸特性、良好的生物相容性、低毒性以及表面易于化学修饰等特点,在环境检测、生物成像、药物载体、光催化及电催化技术等领域具有很好的潜在应用价值。总结了碳点合成方法、结构与性能及应用面进展,剖析了目前制约碳点应用发展的瓶颈问题,并展望了其未来的研究发展重点方向。      

桃花水热法一步合成水溶性荧光碳点

以桃花为碳源,通过水热法一步合成水溶性荧光碳点。探究了水热温度、水热时间和桃花添加量等因素对碳点荧光性能的影响。分别用紫外吸收光谱(UV)、荧光发射光谱(PL)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、红外吸收光谱(FTIR)和拉曼光谱(RAMAN)表征了碳点的光学性质、分散性及表面结构等情况。制备的碳点,尺寸集中分布在4.4±0.8nm的直径区间,在水中有非常好的分散性。碳点溶液在紫外灯照射下可以发出明亮的蓝色荧光,且具有较高的荧光量子产率(26%)。本文还讨论了该方法制备碳点的荧光机理。     

荧光碳点的合成、发光机制、固态发光及其在WLEDs中的应用（英文）

荧光碳点（CDs）作为一种尺寸小于10 nm的新型碳质纳米材料,因其优异的荧光调谐性、良好的生物相容性以及来源广泛和成本低廉等优点而受到了广泛的研究。此外,由于CDs制备工艺简单、性能优异,在光学传感、能源、生物医学成像、白光发光二极管（WLEDs）等领域均有广泛的应用。近年来,大量的CDs基固态光致发光材料被开发出来并应用于WLEDs领域。基于目前的研究,本文首先对CDs的合成策略进行了简要综述,随后详细介绍了CDs的光致发光机理和实现固态光致发光的方法,并且对CDs应用于WLEDs领域的最新进展进行了总结。最后,讨论了目前CDs研究面临的问题与挑战。     

甘蔗水热法一步合成水溶性荧光碳点

以甘蔗为碳源,通过水热法一步合成平均粒径为1.2~3.7nm的水溶性荧光碳点。探究了水热温度、水热时间、甘蔗添加量和pH等因素对制备碳点的影响。得到的碳点具有明亮的蓝色荧光,表现出激发依赖的荧光特性。研究表明碳点表面带有-OH、C=O和-COOH等官能团,存在sp3杂化和sp2杂化两种碳原子。还提出了一个该方法合成碳点的可能的机制。     

基于绿色天然物质合成荧光碳点及其性质和应用综述

由于荧光显微技术、激光技术和纳米技术的快速发展,荧光纳米材料在生物医药研究和应用方面也越来越重要。传统的荧光材料包括小分子、共轭聚合物等,被广泛应用于生物成像、生物标记诊断、荧光检测等领域。20世纪,随着纳米科学的出现,一种新型的荧光材料——量子点开始进入人们的视野。传统的量子点主要由Ⅱ-Ⅵ、Ⅲ-Ⅴ族元素组成(如Cd、Te等),故称为半导体量子点,由于传统半导体量子点的主体为半导体,在生物安全和环境污染方面存在隐患,从而限制了量子点的应用和发展。自2004年首次发现荧光碳点以来,碳点就一直受到国内外学者的广泛关注。碳点一般指尺寸小于10 nm,具有准球形的结构,能稳定发光的一种纳米碳。与其他碳纳米材料相比,碳点具有独特的发光性质,即发光具有尺寸和波长依赖性。同时,碳点发光克服了有机染料发光不稳定、易光漂白等缺点。此外,碳点易制备且原材料来源广泛、价格低廉。碳点的细胞低毒性对于其在生物领域的应用至关重要,因此,受到了研究者的极大重视。由于碳点不含重金属元素,因此不具有无机半导体量子点的高毒性,可应用到生物成像以及荧光靶向定位领域。最近几年更是掀起了以绿色天然物质为碳源合成荧光碳点的研究热潮。合成此类碳点的优势在于其原料廉价、可再生,适合大规模制备,减少了与化学物质的接触,绿色环保。目前主要报道的原料集中在蔬菜、水果,植物花瓣和果实等,大部分天然物质均含有糖类、蛋白质等成分,从而在合成过程中自我钝化形成异元素掺杂碳点,使其光学性能优异并被广泛应用。但目前报道的此类碳点发光主要集中在短波长且荧光量子产率较低,发光机理尚未明确。本文基于绿色天然物质合成的荧光碳点的最新研究进展,总结了此类碳点的主要合成方法、表征方法、性质以及在离子传感、生物传感与检测、生物成像等领域中的应用,分析总结了此类碳点的优点和缺点,最后展望了基于绿色天然物质合成的荧光碳点在药物载体及药物传递、靶向治疗疾病等研究领域的发展方向。     

生物质碳点荧光材料在生物医药领域中的应用

荧光材料由于具有特殊的光学性质,在生物医学、生物成像和荧光传感等相关领域有广泛的应用。与传统的荧光剂相比,纳米荧光材料具有稳定性好、荧光强度高等优点。然而,传统的荧光纳米材料通常含有重金属,使其在生物医药领域中的应用受到限制。生物质荧光碳点作为一种新型的荧光碳纳米材料,因具有优异的生物相容性、化学惰性、荧光可调节性,在生物医药、生物传感、荧光成像等多个领域展现出应用潜力。但是,目前生物质碳点应用于生物医药领域的综述文献相对较少。因此,本文总结了不同天然产物制备碳点的绿色合成方法,对碳点的荧光机理进行了分析和归纳,重点阐述了碳点在生物传感、生物成像、药物载体、生物抗菌剂等生物医药领域的应用研究,讨论了存在的问题,并对碳点在该领域的发展方向进行了展望。     

碳量子点荧光材料的制备及其对金属离子检测的应用研究进展

碳量子点因其具有易于制备、性能稳定、荧光量子转化效率高、成本低廉和环境友好等优点而备受关注。综述了近些年来,碳量子点荧光材料的制备方法及其在金属离子检测领域的应用,并为绿色高效碳量子点的制备与绿色应用的关键技术提供新的理念和思路。     

磷光碳点的结构设计、合成及其应用

磷光碳点(CDs)因其具有长寿命、长波长发射、低背景干扰等优点,在能源、信息和生物医学等领域具有较大的潜力.但是,磷光CDs的制备及其发光机理依然面临一些挑战,如:其三重态极易受到外界环境的影响,从而导致磷光猝灭.因此,针对存在的问题,本文首先分析和总结了磷光CDs的起源以及杂元素掺杂、刚性结构和共轭结构等对磷光CDs...     

碳量子点的合成和应用

近几年,碳量子点作为纳米碳材料中的一颗新星,引起了人们广泛的关注。碳量子点除了具有优秀的光学性质,还有良好的水溶性、低毒性、环境友好、成本低等优点。自从碳量子点被发现以来,人们发现了多种多样的合成碳量子点的方法,主要有电化学法、化学烧蚀法、激光法和微波法等。由于碳量子点具有许多优点,被广泛应用于很多领域,特别是在光催化、生物成像、化学传感等方面。本文介绍了碳量子点的主要合成方法和主要应用。     

碳量子点的合成、性质及其应用

碳量子点(CQDs,C-dots or CDs)是一种新型的碳纳米材料,尺寸在10nm以下,具有良好的水溶性、化学惰性、低毒性、易于功能化和抗光漂白性、光稳定性等优异性能,是碳纳米家族中的一颗闪亮的明星。自从2006年[1]报道了碳量子点(CQDs)明亮多彩的发光现象后,世界各地的研究小组开始对CQDs进行了深入的研究。最近几年的研究报道了各种方法制备的CQDs在生物医学、光催化、光电子、传感等领域中都有重要的应用价值。这篇综述主要总结了关于CQDs的最近的发展,介绍了CQDs的合成方法、表面修饰、掺杂、发光机理、光电性质以及在生物医学、光催化、光电子、传感等领域的应用。     

多色荧光碳点调控及其应用EI北大核心CSCD

碳点(carbon dots,CDs)由于具有优异的荧光性能、低毒性、原料广泛、生物相容性好等优点,受到了研究人员的广泛关注。然而,目前大部分CDs的发射波长位于蓝光和绿光的短波长区域,这限制了CDs的广泛应用。多色CDs的合成对长波长CDs合成具有一定的指导作用,并且可以拓宽其应用。因此,本文从CDs的粒径、内部结构和表面态角度阐述了CDs的多色发光机理,综述了实现多色CDs的调控措施(包括反应原料、反应参数、表面改性和分离提纯)及其在发光二极管和生物成像方面的应用。