碳點(diǎn)的化學(xué)發(fā)光及細(xì)胞成像應(yīng)用研究.pdf

1、作為碳納米材料家族中新的一員，碳點(diǎn)具有耐光漂白、無(wú)光閃爍現(xiàn)象、生物相容性好、低毒、對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)，在生物成像、催化、傳感等方面得到廣泛應(yīng)用。但是，碳點(diǎn)的研究相比量子點(diǎn)而言，還處于起步階段，許多基本問(wèn)題尚待解決。我們研究組曾經(jīng)報(bào)道，通過(guò)還原反應(yīng)改變碳點(diǎn)表面基團(tuán)可以調(diào)控其熒光性能。另外，碳點(diǎn)生物相容性好、粒徑小，易于進(jìn)入細(xì)胞。因此，我們考察了表面修飾基團(tuán)對(duì)碳點(diǎn)化學(xué)發(fā)光行為的影響;還以碳點(diǎn)為載體，向細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)入熒光試劑，用于細(xì)胞成像研究。本論

2、文的研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)碳點(diǎn)和還原型碳點(diǎn)表面具有不同的官能團(tuán)。因此選用碳點(diǎn)和還原型碳點(diǎn)為模型，建立了碳點(diǎn)-高錳酸鉀和還原型碳點(diǎn)-高錳酸鉀化學(xué)發(fā)光系統(tǒng)。首次研究了表面官能團(tuán)對(duì)碳點(diǎn)化學(xué)發(fā)光行為的影響。在相同條件下，還原型碳點(diǎn)-高錳酸鉀化學(xué)發(fā)光信號(hào)強(qiáng)于碳點(diǎn)-高錳酸鉀化學(xué)發(fā)光信號(hào)。通過(guò)紫外可見(jiàn)吸收光譜、熒光光譜、化學(xué)發(fā)光光譜和電子自旋共振譜分別研究了碳點(diǎn)和還原型碳點(diǎn)在高錳酸鉀溶液中的化學(xué)發(fā)光行為和機(jī)理。我們的研究有助于理解碳點(diǎn)的發(fā)光

3、行為和其表面官能團(tuán)的關(guān)系，也為設(shè)計(jì)優(yōu)良光學(xué)性質(zhì)（化學(xué)發(fā)光性質(zhì)和熒光性質(zhì)）的碳點(diǎn)提供依據(jù)。而且，碳點(diǎn)的化學(xué)發(fā)光行為研究也拓展了其在分析化學(xué)中的應(yīng)用。
　　(2)高錳酸鉀-亞硫酸氫鈉具有弱的化學(xué)發(fā)光信號(hào)。利用制備的還原型碳點(diǎn)，能夠大大增加高錳酸鉀-亞硫酸氫鈉弱的化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了高錳酸鉀、亞硫酸氫鈉、硫酸和還原型碳點(diǎn)的濃度，使得發(fā)光信號(hào)最強(qiáng)。通過(guò)紫外可見(jiàn)吸收光譜、熒光光譜和化學(xué)發(fā)光光譜初步探討了還原型碳點(diǎn)增強(qiáng)高錳酸鉀-亞硫酸氫鈉

4、化學(xué)發(fā)光的機(jī)理。還原型碳點(diǎn)在高錳酸鉀-亞硫酸氫鈉發(fā)光體系中起催化作用，其促進(jìn)了激發(fā)態(tài)分子的形成和在還原型碳點(diǎn)表面的電子轉(zhuǎn)換過(guò)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(diǎn)表面，既可以提高碳點(diǎn)的熒光性能，又可以以碳點(diǎn)為載體將熒光試劑導(dǎo)入細(xì)胞中。通過(guò)X-射線光電子能譜圖分析，熒光染料與空心碳點(diǎn)是通過(guò)化合鍵作用結(jié)合的。得到修飾后的碳點(diǎn)熒光發(fā)射波長(zhǎng)改變，與單獨(dú)的熒光染料發(fā)射波長(zhǎng)相同。得到的熒光復(fù)