基于Eu^(3+)-生物质碳量子点探针的比率型荧光传感体系检测盐酸四环素

该文以橙皮为原料制备的碳量子点(CDs)与铕离子(Eu^(3+))构建双发射比率型荧光探针(Eu^(3+)-CDs)并用于抗生素盐酸四环素的检测。在370 nm激发波长下,Eu^(3+)-CDs荧光探针在425 nm处出现较强的蓝色荧光峰,在617 nm处出现较弱的红色荧光峰。随着盐酸四环素浓度的逐渐增大,Eu3+与盐酸四环素螯合形成的配合物增多,在425 nm处的CDs荧光(I_(F425))逐渐减弱,而617 nm处铕配合物的荧光(I_(F617))逐渐增强,可基于荧光强度比I_(F617)/I_(F425)的变化对盐酸四环素进行测定。考察了Eu^(3+)的浓度、pH值和反应时间对探针荧光强度的影响。在最佳条件下,该双发射比率型荧光探针对盐酸四环素具有特异性识别能力,荧光强度比(I_(F617)/I_(F425))与盐酸四环素浓度在10~100µmol/L范围内存在良好的线性关系,相关系数r^(2)=0.9926,检出限为5.09µmol/L。该方法成功用于猪肉中盐酸四环素含量的检测,加标回收率为102%~110%,相对标准偏差为0.20%~2.4%,具有较好的实用性。

生物质碳量子点检测食品中合成着色剂的研究进展

食品安全是关系到人们生命健康和社会稳定的重要问题。在食品加工中,合成着色剂被广泛使用,虽然我国对其用量和使用范围做出了明确规定,但仍存在超范围、超限量使用的情况。生物质碳量子点具有光致发光、生物相容性好、毒性低和绿色环保等特性,在合成着色剂检测领域具有巨大的应用潜力。本文对生物质碳量子点的制备方法及其在检测食品中合成着色剂方面的应用进行了综述,并对其未来发展前景进行分析和展望,以期为生物质碳量子点的合成和食品安全检测提供新的思路。

生物质碳量子点的简便合成及对Hg^(2+)荧光传感研究

将厌氧条件处理的牛粪作为碳源通过水热法合成了蓝色荧光发射的碳量子点。该量子点在水中稳定性和分散性良好,具有激发波长依赖的荧光发射现象,从430nm红移至560nm。在中性水溶液中,汞离子(Hg^(2+))对碳量子点的荧光发射干扰明显。随着Hg^(2+)体积的增加,450nm处的荧光强度逐渐减弱,两者呈现出较好的线性关系。对定性定量检测环境中的Hg^(2+)具有重要的意义。

基于生物质烟灰的碳量子点的制备及性能

分别以河北沧州和山东日照的民居烟道灰为原料,通过酸回流法成功制备了具有良好水溶性和稳定性的碳量子点。高分辨透射电子显微镜观察表明碳量子点为球形颗粒,内核尺寸小于1 nm;傅里叶变换红外光谱仪和X-射线光电子能谱仪研究表明碳量子点表面含有羧基、羟基等有机官能团;拉曼光谱和X-射线衍射测量表明碳量子点结晶性差,内部含有大量缺陷;荧光光谱测量结果表明碳量子点发射黄色荧光,波长大于500 nm且具有较高的荧光量子产率,最高可达3. 83%。结果表明,民居烟道灰有望成为碳量子点制备的新型廉价原料,所获得的黄光发射碳量子点在生物成像等领域具有广阔的应用前景。

生物质焦油制备的碳量子点

利用生物质热解副产物焦油为碳前驱体,采用反相微乳液法和P_2O_5碳化法制备了荧光碳量子点。反相微乳液法制备的碳量子点为规则球状结构,粒径均一,平均粒度为4.3 nm,晶面间距为0.25 nm,对应于石墨碳的(100)晶面;P_2O_5碳化法制备的碳量子点为蜂窝状结构,平均粒径为6.8 nm,晶面间距为0.33 nm,对应于石墨碳的(002)晶面。两种方法制备的碳量子点均具备石墨结构特征,碳量子点荧光产率分别为85.3%和24.3%。

双模态碳量子点间充质干细胞成像及细胞分化研究

目的制备双模态碳量子点(carbon dots,CDs)探针并探索其示踪间充质干细胞(MSCs)的可行性。方法2022年10月至2023年5月,以钆喷酸葡胺、柠檬酸及二乙烯三胺为前驱体,采用水热法合成Gd∶CDs[钆(Gd)掺杂的碳量子点],进行表征并用于MSCs标记及成像。检测不同浓度Gd∶CDs(10、25、50 nmol/L)对MSCs成骨分化及成脂肪分化的影响。结果Gd∶CDs生物安全性好,荧光量子产率为76%,纵向弛豫率为5.5727 mmol^(-1)·s^(-1),具备双模态成像潜力,可用于MSCs标记。不同浓度Gd∶CDs(10、25、50 nmol/L)标记的MSCs经成骨诱导后,吸光度[D(λ)]分别为2.368±0.014、2.253±0.084及2.133±0.127,与对照组D(λ)(2.334±0.062)相比,高浓度Gd∶CDs对MSCs成骨分化有少许影响(P<0.05),中低浓度的Gd∶CDs标记对MSCs成骨分化无明显影响(P>0.05)。不同浓度Gd∶CDs(10、25、50 nmol/L)标记的MSCs经成脂肪诱导后,D(λ)分别为0.274±0.036、0.286±0.032、0.262±0.065,与对照组D(λ)(0.254±0.026)相比,各组对MSCs的成脂肪分化无明显影响(P>0.05)。结论采用水热法制备的Gd∶CDs荧光量子产率及纵向弛豫率高,具有示踪MSCs的潜能,且对MSCs的分化影响较小。

生物质碳量子点对水中金属离子的检测

采用水热合成法成功制备出具有荧光性的稻壳基碳量子点以及衍生的氨基改性的碳量子点(BMA-CQDs、ACA-CQDs),将其作为荧光传感器检测水中不同离子含量。结果表明,DMA-CQDs碳量子点可以成功检测Cd^(2+)、Cr^(6+)、Cu^(2+)和Pb^(2+),相关系数均接近0.98。利用碳量子点的选择性荧光淬灭原理,提供了一种有效检测水体中Cd^(2+)和Cr^(2+)的简单、迅捷、高效率的方法。

以生物质基为碳源制备碳量子点的研究

目前,以生物质碳源制备碳量子点(CQDs)存在收率和荧光量子产率普遍偏低的问题,且在制备方法中,有耗时时间长,操作繁琐等缺陷。为此,本研究对比了3种不同的制备方法:(1)分别以化学纯葡萄糖和天然作物藜麦为生物质碳源,采用传统水热方法制备CQDs。(2)以葡萄糖和藜麦在水热过程中产生的副产物氢碳为生物质碳源,采用温和氧化法(NaOH/H_(2)O_(2))制备CQDs。(3)分别以葡萄糖和藜麦为生物质碳源,经管式炉碳化后采用温和氧化法制备CQDs。通过对以上3种制备方法的比较表明,以生物质基直接经管式炉碳化后得到的氢碳为碳源,采用温和氧化法制备得到的CQDs,其收率和荧光量子产率普遍高于传统水热法以及水热温和氧化法。其中,以天然生物质藜麦为碳源时的收率可达43.17%,与化学纯生物质碳源为原料时的收率具有可比性,并且其原料成本更低,表明热分解/温和氧化法是实现大规模制备CQDs的可行方法。对热分解/温和氧化法合成的CQDs进行了表征及性能测试,结果表明,其对Pb^(2+)有一定的荧光猝灭选择性,有望用于Pb^(2+)的定量检测。

生物质基碳量子点的绿色合成及其LED应用

各类生态友好型生物质都可以作为绿色碳源制备新型零维碳纳米发光材料碳量子点(CQDs)。本文以农林废弃物、园林绿化垃圾、餐厨垃圾为原料,一步水热法制备生物质基CQDs。采用高分辨透射电镜、拉曼光谱、傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱、紫外-可见光吸收光谱、荧光光谱等对各类CQDs进行表征分析,探究生物质种类对CQDs荧光性能的影响规律。实验结果表明:各类生物质基CQDs在紫外光激发下均发出蓝色荧光,农林废弃物制备的CQDs荧光量子产率(QY)普遍较低,鸡蛋壳、梧桐叶和柠檬皮基CQDs荧光QY分别达到9.29%、9.03%和4.51%,这三种生物质及制备的CQDs中均含有N或S元素,说明含有N或S元素的天然生物质有助于提高CQDs的荧光QY。将生物质基CQDs制作荧光粉,制成的发光二极管(LED)的光学性能指标与CQDs的荧光性能呈现出一定的映射关系,相关结论为生物质基CQDs的绿色合成及LED的绿色制备提供了有力指导。

林业生物质碳量子点的合成及其应用研究进展

碳量子点作为一种新型的碳纳米材料,具有优良的生物相容性、低毒性和极强的量子限域效应。综述了林业生物质碳量子点的研究进展,介绍了林业生物质碳量子点的合成方法及表征技术手段,对林业生物质碳量子点的研究方向进行了展望。

生物质碳量子点的制备及应用研究进展

碳量子点(Carbon Quantum Dots,CQDs)是一种新型生物荧光碳纳米材料,具有良好的生物相容性、水溶性、稳定的光电性质、强荧光性、低毒性、易于功能化等优质特性,受到研究者们的广泛关注。其中,采用生物质作为前驱体制备生物质碳量子点过程绿色环保,还可以赋予低价值的生物质废弃物更高的综合利用率。本文综述了生物质碳量子点的制备原料、制备方法以及在细胞成像、离子检测、能量储存等方面的应用。

生物质基碳量子点研究现状及展望

碳量子点作为一种新型零维碳基纳米材料,相较于传统半导体量子点,因其低毒性、良好的生物相容性、成本低廉等优点,在传感检测、生物成像等领域得到极大发展。近年来,碳量子点的合成方法不断发展,其中,采用生物质基作为碳源的绿色合成方法,将天然原料或垃圾废弃物转化为量子点,可以有效降低生产成本,实现废弃资源的高效转化,是未来实现绿色化工与可持续发展的趋势。本文主要介绍了生物质基碳量子点的合成方法以及在生物医学领域应用的最新进展,通过对传统碳量子点和生物质基碳量子点比较,对生物质基碳量子点的应用前景和发展方向进行了展望。

蒲公英花球状NiCO_(2)O_(4)/碳量子点双功能电催化剂的制备与性能

本研究利用镍钴氧化物(NiCO_(2)O_(4), NCO)和碳量子点(CQDs),通过水热法和煅烧处理制备出蒲公英花球结构的NiCO_(2)O_(4)-CQDs (NCO-CQDs)复合双功能电催化剂。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)表征NCO-CQDs的微观结构,NCO-CQDs复合材料是由NCO相互堆叠形成的纳米棒和CQDs颗粒形成的蒲公英花球状复合材料。为了增加NCO-CQDs复合材料的氧空位从而提高电化学性能,通过在空气中煅烧的NCO-CQDs复合材料,得到优异的性能,在氧还原反应(ORR)中,所研究的NiCO_(2)O_(4)-CQDs-air催化剂展现了0.752 V的半波电位,且在经历20 000 s的稳定性测试后,其电流保持率高达92.2%,这一结果显著优于传统的Pt/C催化剂(68.6%),突显出其卓越的稳定性。在氧析出反应(OER)方面,以10 mA/cm^(2)的电流密度进行评估时,该催化剂的电位为1.874 V,Tafel斜率为100.9 mV/dec,这些性能指标均优于Pt/C催化剂(电位2.007 V,Tafel斜率312.9 mV/dec),并且与IrO_(2)催化剂的性能相当(电位1.794 V,Tafel斜率44.8 mV/dec)。

聚集诱导双发射固态红光碳点的制备与表征

使用环保、易操作的一步溶剂热法制备了一种具有聚集诱导双发射效应的固态红色荧光碳点,并对其结构和光学性能进行了表征和分析。该碳点在分散态中表现出蓝色发射,而在聚集状态或粉末态下则表现为红色发射。随着水的浓度增加,该碳点的荧光发射逐渐红移,证实了其聚集诱导发射效应。基于此独特的双发射和聚集诱导发射效应,该碳点在指纹检测、油墨印刷和防伪等领域均具备广阔的应用前景。

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。

双发射荧光碳点的简易合成及其在pH检测中的应用

以绿茶茶叶渣为碳源,通过简单易操作的微波法制备了水溶液中呈现双发射的茶叶基碳点(T-CDs),两发光峰分别位于520nm和678nm附近,绿光520nm左右的发射峰随激发波长的增大而红移,红光发射峰随激发波长的改变不移动。研究发现,双峰对pH值的敏感程度不同,随着缓冲溶液pH值的增大,该碳点的绿色荧光逐渐增强,而红色荧光相对减弱。因此,利用T-CDs的双发射峰的强度比作为pH的测定信号构建了比率型pH荧光探针,结果表明,该荧光探针不仅亲水性好、响应快、检测范围宽(pH值4-10),而且可以实现裸眼可见的比色检测,在pH值检测领域具有广阔的应用前景。

生物质基碳点制备及应用研究进展

碳点(CDs)作为一种新型的碳纳米荧光材料,因具有易制备、光学性能稳定、低毒和良好的生物相容性等优点而备受关注。然而,其荧光性能调控、荧光量子产率(QY)改善、寻求绿色环保和可持续发展的碳源仍是实现其多方面应用的关键。生物质材料在自然界中广泛存在、种类丰富且能够重复再生,在CDs制备过程中可同时控制碳核和表面态的形成,进而实现荧光性能调控和QY改善,作为来源广、廉价易得的碳源引起了科学家的广泛关注。本文从CDs的发光颜色调控出发对近年来生物质基CDs的绿色制备进行综述,分析归纳了不同生物质材料作为碳源及制备方法对生物质基CDs的发光颜色和QY的影响,梳理并总结了生物质基CDs在生物成像、药物递送、传感、防伪、光催化及LED等方面的应用研究进展,同时对生物质基CDs的性能优化、绿色制备方法面临的挑战及未来的发展方向进行了展望。

双发射碳量子点的一步合成及其用于卡托普利比率测定的研究

以间苯二胺(MPD)为唯一碳源,在乙酸存在条件下,一步水热法合成了新型双发射碳量子点(m-CQDs)。在305 nm波长激发下,m-CQDs于345 nm与511 nm波长处具有独立的双发射峰。在对m-CQDs结构表征和发光性能研究的基础上,实验发现,加入KMnO 4可使m-CQDs双发射峰中345 nm波长处荧光猝灭,其后再加入卡托普利(CAP),可使345 nm波长处猝灭后的荧光信号重新线性恢复,而511 nm波长处荧光信号基本不变。据此,以m-CQDs 345 nm波长峰强度为荧光响应信号,511 nm波长峰强度为参比信号,基于该m-CQDs探针直接形成“响应-参比”信号,可构建用于CAP测定的“猝灭-恢复”比率型荧光探针。该探针对CAP检出限为5.2×10^(-8)mol/L,CAP浓度在8.0×10^(-8)mol/L~1.0×10^(-5)mol/L范围内,与荧光信号比值F_(345)/F_(511)呈良好线性关系。通过比对紫外-可见吸收光谱和不同温度对猝灭常数的影响,讨论了KMnO 4及CAP对m-CQDs荧光探针“猝灭-恢复”机理。该研究实现了目标物CAP高选择性、低成本、高灵敏度的检测。

以红薯皮为原料制备荧光碳量子点的研究

生物质荧光碳量子点具有高安全性、高稳定性及合成方便等优点,有着广阔的应用前景。本文使用高温反应釜、离心机等反应装置,将原料红薯皮制备成荧光碳量子点溶液,通过单因素和正交实验得出最佳合成条件为:在反应釜中添加0.1 g红薯皮粉末和20 mL去离子水并混合均匀,在温度为160℃下反应80 min。所得的荧光碳量子点溶液的荧光强度为最佳。希望我们的研究可以为以天然产物为原料制备荧光材料提供参考。

基于碳量子点修饰硅胶荧光法测定塑料制品中的双酚A

制备了碳量子点修饰的硅胶SiO2＠ CDs ．在盐酸介质中KBrO3能够氧化碳量子点使其荧光发射峰减弱，而双酚A （BPA ）对此氧化猝灭有明显抑制作用，据此建立了荧光法测定痕量双酚 A的新方法，线性范围是20～500μg·L －1，检出限3σ为52．μg·L －1．本文作者将该方法成功用于塑料制品中双酚A的测定，回收率在95％～104％之间．