氮掺杂姜黄素碳点光热治疗肺癌细胞

以姜黄素、柠檬酸和分支聚乙烯亚胺为前驱物,通过溶剂热法制备具有高光热效应的氮掺杂姜黄素碳点(Cur-CD),用于光热杀灭肺癌细胞。利用透射电子显微镜、X射线衍射光谱、傅里叶红外光谱、X射线电子能谱、Raman光谱研究Cur-CD的形态和组成;利用紫外、荧光分光光度计探究Cur-CD的光学性能;通过波长808 nm近红外激光照射探究Cur-CD的光热性能;通过细胞实验探究Cur-CD的细胞毒性、摄取和成像以及细胞光热治疗能力。成功制备了具有良好荧光性能和光热转换效率的氮掺杂Cur-CD,制备的Cur-CD在较低质量浓度就能在肿瘤细胞中累积并产生荧光,对癌细胞有毒性并且能将近红外光能转换成热能,从而有效杀灭肿瘤细胞。

碳量子点作为p53基因载体用于基因治疗

合成了一种绿色荧光碳量子点(CD),使用分子量为25 kDa的支化聚乙烯亚胺修饰CD表面,通过静电作用得到CD-聚乙烯亚胺(PEI)体系,该体系具有良好的生物相容性和稳定的光学性质。以CD-PEI为载体,实现抗肿瘤基因p53的递送。通过Zeta电位和紫外光谱的变化以及细胞成像图可知,p53质粒成功与CD-PEI体系结合。分别用CD-PEI/p53纳米体系孵育正常细胞和肝癌细胞,通过3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐(MTT)实验可知该体系对肝癌细胞增殖具有较强的抑制效果,而对正常细胞的毒性较小,故可用于肝癌细胞的治疗。同时,与传统PEI/p53组比较,CD-PEI/p53纳米体系具有更高的转染效率和增殖抑制率,其转染效率是传统PEI/p53组的1.6倍,增殖抑制率比传统PEI/p53组的高12%。

氮掺杂芦丁基碳点作为MALDI-TOF-MS基质对氨基酸的检测

以芦丁为碳源、乙二胺为氮源,采用水热法制备氮掺杂芦丁基碳点(N-CD)。通过优化温度、时间、碳源质量等反应条件得到N-CD荧光最大值。将N-CD作为基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)基质对氨基酸进行检测。结果显示:氮原子在N-CD中主要以吡啶氮形式存在,氮原子的孤电子对与碳点的sP2芳香体系以垂直形式构成的共轭结构,增大了共结晶电子解吸/电离效率。使用N-CD对谷氨酸、组氨酸、苯丙氨酸和天冬氨酸进行检测。检测结果表明氨基酸离子信号强度最高可达30382。N-CD溶液作为基质最佳质量浓度为0.5 mg/mL,最大耐盐度为1 mol/L,初步实现对人体血清中氨基酸进行高通量检测。N-CD作为MALDI-TOF-MS新型基质材料在分析化学检测、环境检测以及生物小分子检测中具有良好的应用潜力,也为多元素掺杂生物质碳点材料作为MALDI-TOF-MS基质提供了参考。

碳点MnO_(2)修饰碳布复合电极的电容性能

通过一种自下而上的高温裂解方法制成一种碳点(CD),并在此基础上以碳布(CC)为衬底合成了碳点修饰的二氧化锰(CD/MnO_(2))复合电极。对合成的CD/MnO_(2)/CC进行表征分析,发现生成的CD/MnO_(2)较均匀地生长在碳纤维上,高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)下CD/MnO_(2)呈分层纳米片状。对CD/MnO_(2)/CC进行电化学测试,发现该复合电极在Na2SO4水溶液中展现出了极高的面积比容量(1 mV/s扫描速率下达1400 mF/cm^(2))和超长的循环寿命(4000次循环后电容保持率达87.2%)。最后将复合电极、聚乙烯醇(PVA)和Na2SO4导电凝胶组装成柔性对称超级电容器。结果表明超级电容器扩展了电位窗口,达到了-1~1 V,在30 mV/s的扫描速率下,面积比容量为401 mF/cm^(2)。在180°和90°的弯折下,面积比容量变化不大,展现了良好的弯曲耐受度。

碳点修饰石墨毡电极在ZnI_2溶液中的电化学性能

通过溶剂热法在石墨毡(GF)上制备碳点(CD),将其作为电极,在碘化锌(ZnI_2)电解液中测量其电化学性能,研究其作为ZnI_2储能器件的电极对储能器件性能的影响。主要通过不同制备时间的溶剂热法制备碳点,研究不同的制备时间对碳点制备的影响。对碳点修饰的石墨毡进行快速热退火,研究退火对石墨毡电极性能的影响。通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)和喇曼光谱对电极表面进行了表征。通过循环伏安曲线(CV)、电化学阻抗谱(EIS)和计时电位法研究其电化学性能。研究结果表明,通过9 h、180℃下溶剂热法制备的CD修饰GF具有最好的电化学性能。

基于白光LED的红光碳点制备及荧光性能

红光碳点(CD)由于独特的光学性能以及易于表面功能化,在光电器件方面有着极大的应用潜力。以柠檬酸和甲酰胺为原料,通过水热法合成出发射波长在625 nm以上稳定发射的红光CD。通过对其微观形貌、官能团结构的表征,指出CD的红光发射来源于反应过程中被保留在CD表面的■等与氧相关的表面官能团。通过引入钠离子,在CD表面金属阳离子钝化效应有效地削弱了CD表面态之间的耦合作用,导致CD中的非辐射复合通道减少,从而获得更高发射波长和发射峰位的CD。通过浓度控制,调节CD红光发射峰位的稳定性。最后选取450~560 nm激发波长下发射峰位为625 nm的红光CD与450 nm激发波长下发射峰位为549 nm的商用黄绿色荧光粉混合,涂覆在450 nm发射波长的商用蓝光芯片上,制备得到色温为5 000 K的白光LED(WLED)器件。这些结果表明该红光CD在照明LED应用方面有巨大潜力。