碳點的化學發(fā)光及細胞成像應用研究.pdf

1、作為碳納米材料家族中新的一員，碳點具有耐光漂白、無光閃爍現(xiàn)象、生物相容性好、低毒、對環(huán)境友好等特點，在生物成像、催化、傳感等方面得到廣泛應用。但是，碳點的研究相比量子點而言，還處于起步階段，許多基本問題尚待解決。我們研究組曾經報道，通過還原反應改變碳點表面基團可以調控其熒光性能。另外，碳點生物相容性好、粒徑小，易于進入細胞。因此，我們考察了表面修飾基團對碳點化學發(fā)光行為的影響;還以碳點為載體，向細胞內導入熒光試劑，用于細胞成像研究。本論

2、文的研究內容如下:
　　(1)碳點和還原型碳點表面具有不同的官能團。因此選用碳點和還原型碳點為模型，建立了碳點-高錳酸鉀和還原型碳點-高錳酸鉀化學發(fā)光系統(tǒng)。首次研究了表面官能團對碳點化學發(fā)光行為的影響。在相同條件下，還原型碳點-高錳酸鉀化學發(fā)光信號強于碳點-高錳酸鉀化學發(fā)光信號。通過紫外可見吸收光譜、熒光光譜、化學發(fā)光光譜和電子自旋共振譜分別研究了碳點和還原型碳點在高錳酸鉀溶液中的化學發(fā)光行為和機理。我們的研究有助于理解碳點的發(fā)光

3、行為和其表面官能團的關系，也為設計優(yōu)良光學性質（化學發(fā)光性質和熒光性質）的碳點提供依據(jù)。而且，碳點的化學發(fā)光行為研究也拓展了其在分析化學中的應用。
　　(2)高錳酸鉀-亞硫酸氫鈉具有弱的化學發(fā)光信號。利用制備的還原型碳點，能夠大大增加高錳酸鉀-亞硫酸氫鈉弱的化學發(fā)光強度。實驗優(yōu)化了高錳酸鉀、亞硫酸氫鈉、硫酸和還原型碳點的濃度，使得發(fā)光信號最強。通過紫外可見吸收光譜、熒光光譜和化學發(fā)光光譜初步探討了還原型碳點增強高錳酸鉀-亞硫酸氫鈉

4、化學發(fā)光的機理。還原型碳點在高錳酸鉀-亞硫酸氫鈉發(fā)光體系中起催化作用，其促進了激發(fā)態(tài)分子的形成和在還原型碳點表面的電子轉換過程。
　　(3)本文分別將四甲基羅丹明異硫氰酸酯和異硫氰酸熒光素兩種熒光染料修飾在空心碳點表面，既可以提高碳點的熒光性能，又可以以碳點為載體將熒光試劑導入細胞中。通過X-射線光電子能譜圖分析，熒光染料與空心碳點是通過化合鍵作用結合的。得到修飾后的碳點熒光發(fā)射波長改變，與單獨的熒光染料發(fā)射波長相同。得到的熒光復