碳纳米点荧光探针高效检测α-葡萄糖苷酶

基于α-葡萄糖苷酶(α-Glu)催化底物2-O-α-D-吡喃葡萄糖基-L-抗坏血酸(AA2G)水解和银纳米粒子(AgNPs)在碳纳米点(CNDs)表面的原位生成过程,建立了一种简单、高效的荧光分析方法用于α-Glu活性的检测。α-Glu催化AA2G水解产生具有强还原性的抗坏血酸(AA);Ag^(+)通过静电相互作用附着在CNDs表面,并被AA还原在CNDs表面原位生成AgNPs,同时由于二者之间的荧光共振能量转移效应,CNDs的荧光猝灭;荧光猝灭的程度与α-Glu的活性有关,由此可对α-Glu活性进行定量检测。在最优实验条件下,检测α-Glu的线性范围为0.1~2 U/mL和2.5~6 U/mL,检出限(S/N=3)为0.018 U/mL。常见的蛋白和生物酶对α-Glu检测无明显干扰,该荧光探针的选择性良好,在复杂样品中具有较大的应用潜力,为与α-Glu相关疾病的诊断与治疗提供了理论基础。

应用于生物医疗领域的碳纳米点及其复合物

碳纳米点作为新兴的碳纳米材料,具备制备成本低、尺寸小、低毒、生物相容性高、水溶性好、易修饰、光物理性质独特等诸多优点,在生物医疗领域展现了独有的优势和应用前景。由于具有丰富的表面官能团,碳纳米点可以与靶向配体、医学影像造影剂、核酸、化学药物、光敏剂、光热转换试剂等功能性诊断治疗试剂相互作用形成复合物。目前,碳纳米点及其复合物在医学影像、基因治疗、化学药物治疗、光热、光动力治疗等生物医学诊断治疗领域的应用正在被广泛的开发和报道。这些工作对开发基于碳纳米点的医学诊断治疗试剂及其临床推进具有重要意义,为推进人类重大疾病的个体化、可视化、非入侵式、小损伤的诊断治疗提供一种新的药物体系。本文将关注应用于诊断治疗领域的碳纳米点及其复合物的设计、构建及性能研究,对已报道的基于碳纳米点的诊断治疗试剂在生物医疗领域的研究进展进行总结和讨论。

氮掺杂发光碳纳米点的研究探索

采用微波法制备了氮掺杂碳纳米点。通过调控碳纳米点中氮元素的掺杂含量和表面的化学环境,实现了对碳纳米点发光特性的调控。在此基础上,可实现完全基于氮掺杂碳纳米点的荧光墨水、比率型荧光探针及光泵浦激光。研究目的在于探索氮掺杂碳纳米点的发光机理,揭示影响碳纳米点荧光量子效率的因素及其在生物成像、传感、防伪、信息存储、激光等领域的应用。

电化学一锅法合成荧光碳纳米点用于检测过氧化氢(英文)

利用一种简易的电化学一锅法合成了荧光碳纳米点.此种方法没有复杂的后续纯化过程可以一次性获得尺寸均一的纳米碳点(4±1 nm).过氧化氢可以直接将制得的碳纳米点荧光猝灭,当过氧化氢浓度范围在25～300μmol/L时,碳纳米点的荧光猝灭强度与过氧化氢浓度呈较好的线性关系,检测限为3μmol/L.本研究为过氧化氢的检测提供了一种新的简易的方法,在生化传感研究中有着巨大的应用前景.

川佛手水热法合成荧光碳纳米点的研究

以中药材川佛手为碳源,利用水热反应合成了荧光碳纳米点,讨论了水热反应时间、水热反应温度及川佛手的用量对水热反应过程的影响,并通过TEM图和荧光光谱图对荧光碳纳米点进行了结构及性能表征。结果表明,反应釜中溶剂水的体积为30 mL的条件下,水热反应时间为3 h,水热反应温度为160℃和川佛手质量为0.5 g时得到的荧光碳纳米点发光效率最高。此法操作简单、成本低,合成出的荧光碳纳米点水溶性好。

氮掺杂碳纳米点的研究进展

碳纳米点由于具有独特的发光特性、良好的生物相容性、低毒性、良好的光稳定性等特性在近年来被广泛关注。这些特性使其在光电器件、可见光通讯、肿瘤治疗、生物成像等领域拥有潜在的应用价值。受到原料和合成方法的影响,碳纳米点材料体系多种多样。本文将系统地综述本课题组近年来以柠檬酸和尿素为主要原料合成的氮掺杂碳纳米点及其物理化学性质,探讨碳纳米点能带调控的方法及原理,并介绍碳纳米点的应用研究进展。

碳化聚合物点、碳纳米点和石墨烯碳纳米点降解RhB 的研究

碳点(CDs)因其强的光致发光特性而受到越来越多的研究.然而,由于原料来源广泛和合成方法多样,各种不同类型的碳点被迅速合成出来.对碳点的命名和分类存在广泛争论,阻碍了碳点进一步的研究.我们将碳点分为碳化聚合物点(CPDs)、碳纳米点(CNDs)和石墨烯碳纳米点(GNDs).在较低的反应温度下制备的CDs中,以分子/低聚物为主,而在较高的反应温度下制备的CDs中,以碳核态为主.以分子/低聚物为主的碳点称为碳化聚合物点(CPDs).以碳核态为主的碳点称为碳纳米点(CNDs).以柠檬酸和乙二胺为前驱体,分别在180℃和300℃条件下,采用溶剂热合成法合成了聚合物碳点和碳纳米点.以氧化石墨烯水溶液和乙二胺为前驱体,在180℃、6 h条件下,采用溶剂法得到GNDs.用AFM、UV、Raman和FT-IR对CPDs、CNDs和GNDs进行表征.研究了CPDs、CNDs和GNDs对RhB的降解,发现这三种碳点对RhB的降解速率为CPDs>CNDs>GNDs.

碳纳米点改性的钼酸镍复合材料的制备及其性能研究

以硝酸镍和钼酸钠为原料,采用水热法合成NiMoO4纳米材料,进一步用碳纳米点(CDs)对其进行改性,制备了NiMoO4/C纳米复合材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及电化学工作站对NiMoO4和NiMoO4/C复合材料进行表征和性能测试。结果表明,碳纳米点的加入,并未改变NiMoO4的晶格结构,仅使材料的形貌由棒状变成纳米片状。同时,NiMoO4和NiMoO4/C在CV曲线上均显示一对明显的氧化还原峰,且电压窗口为0~0.5 V,电流密度为1 A/g时,NiMoO4/C纳米材料的比电容为860 F/g明显高于单一的NiMoO4纳米材料。

N,N-二甲基乙二胺改性的碳纳米点的制备及光谱研究

本文以柠檬酸和尿素为碳源制备了碳纳米点(CD),进一步以N,N-二甲基乙二胺为表面修饰剂,制备了改性的碳纳米点(DA-CD),并通过红外光谱对DA-CD进行了结构表征。测定了CD和DA-CD的吸收和荧光光谱、荧光寿命,以及p H值对其光谱的影响。结果表明,在中性溶液中,DA-CD在330 nm和420 nm有两个吸收峰;发射波长为470 nm,平均荧光寿命为10.20 ns。随着溶液p H值由酸性向碱性变化,DA-CD的两个吸收峰的强度的比值(A330/A420)呈现非线性增大;CD的吸收光谱变化趋势与之相似,但变化幅度更大。溶液p H值由1.6增加至7.0,DA-CD在470 nm处的荧光强度逐渐增强并趋于稳定;进一步增大溶液p H值,其荧光强度线性减弱。而对于CD,随p H值的增大,其最大发射波长从520 nm蓝移到470 nm。

碳纳米点的制备及应用研究进展

近年来,碳纳米点由于具有良好的水溶性、生物相容性、化学惰性、低毒性、易于实现表面功能化以及良好的荧光稳定性等一系列优良性能,成为最热门的碳纳米材料之一。主要介绍和总结了荧光碳纳米点的不同合成方法和其相应的分类方法,对各类方法的优缺点进行了评述,并对荧光碳纳米点在生物医药、材料和化学等领域的应用进展进行了综述。

基于碳纳米点荧光增强检测铝离子

以抗坏血酸(AA)为碳源,通过一步水热法合成水溶性绿色荧光碳纳米点(Carbon nanodots,CDs)。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对其形貌和性质进行了研究。基于此碳纳米点与Al3+结合产生的荧光增强现象,建立了检测Al3+的荧光分析方法,在50~500 nmol/L(R^2=0.9988)和500~2000 nmol/L(R^2=0.9976)范围内呈良好的线性关系,检出限为10.23 nmol/L (S/N=3),并用于对瓶装饮用水样品中Al3+的检测。

发光碳纳米点的带隙调控及应用（英文）

碳点作为一种新型的碳基荧光纳米粒子由于其可调谐发光、高光稳定性、生物相容性和低成本等独特优势而引起了很多关注。在过去的十几年中,碳点的制备和应用取得了巨大进展。然而,由于前体和合成方法的多样性,碳点的光致发光机理具有很大争议。现在人们普遍认为,碳点的光致发光源于电子在带隙的跃迁,并将荧光起源分别归结为碳核跃迁(π-π~*)、表面态跃迁(n-π~*)以及分子荧光团等。本文总结了碳点发光起源的几种可能和机制,分别讨论了通过调控碳点粒径以及进行表面工程处理的方法来实现碳纳米点带隙可调控的高效发光。介绍了通过表面工程、元素掺杂等手段提升碳纳米点光致发光量子产率及其在光电器件、信息存储、生物成像、光热治疗以及光动力治疗中的应用。

碳纳米点为还原剂的纳米金制备及其催化性能研究

采用电化学方法合成了具有还原性的荧光碳纳米点(C-dots),并以此为还原剂制备了金纳米粒子.用透射电镜、紫外-可见光谱和荧光光谱对获得的C-dots和金纳米粒子进行了表征.实验结果表明,采用该方法合成的纳米金显示出良好的催化性能,能催化硼氢化钠对硝基酚的还原反应.

碳纳米点@聚丙烯酸钠复合材料的制备及在发光二极管中的应用

将绿光碳纳米点(g-CDs)水溶液与聚丙烯酸钠(PAAS)复合,制备了具有高荧光量子效率的(g-CDs@PAAS)复合材料.PAAS因具有大量羧基基团而具有强吸水性,能与g-CDs表面大量的羧基、羟基及氨基基团产生氢键作用,使g-CDs在复合材料中维持单分散状态,有效地克服了g-CDs在固态下因聚集而引发的荧光猝灭问题.这种复合方法操作简单,制备过程中原材料无损失,g-CDs负载量高达30%的发光复合材料的荧光量子效率为52%.此外,g-CDs@PAAS复合材料具有良好的热稳定性、光稳定性和耐有机溶剂等特点,可作为颜色转换层应用于白光发光二极管.

基于水杨酸和硫脲碳纳米点的制备及其抗炎作用研究

目的:以水杨酸和硫脲为原料通过化学反应合成小分子药物碳纳米点(carbon nanodots,CDots),探讨其对脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的细胞炎症模型的抗炎作用,并结合化学表征分析其机制。方法:通过微波加热的方法一步合成水杨酸和硫脲碳纳米点,并通过透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared,FTIR)对合成碳纳米点进行表征,通过细胞计数试剂盒-8(cell counting kit-8,CCK-8)实验检测碳纳米点的生物安全性,通过实时荧光定量聚合酶链反应(real-time quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)法和蛋白质免疫印迹法(Western blotting)检测经碳纳米点处理后,小鼠巨噬细胞RAW264.7中炎症细胞因子肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)的表达。结果:TEM显示,碳纳米点平均直径为3.5 nm,分布均匀,晶格结构明显。FTIR结果证明,碳纳米点中有酰胺键存在。在CCK-8实验中,与对照组相比较,浓度为10、20、50、100、200μg/mL的碳纳米点处理细胞后,细胞存活率均保持在85%以上(P>0.05)。RT-qPCR和Western blotting检测LPS诱导的炎症模型中炎症因子的表达,结果显示,相对于对照组(经过LPS处理,未经碳纳米点处理),碳纳米点处理组炎症细胞因子TNF-α和IL-1β的表达明显降低(P<0.05)。结论:以水杨酸和硫脲为原料合成的小分子药物碳纳米点由于其独特的小尺寸、良好的生物相容性和明显的抗炎特性,可以较好地应用于生物抗炎。

碳纳米点材料的分散行为与机理研究

在钻井过程中,页岩具有极低的渗透率和极小的孔喉尺寸,容易导致地层漏失和井壁不稳定等问题。近年来,纳米材料被广泛应用于制备钻井液纳米封堵剂以封堵页岩孔喉,阻止液相侵入地层,维持井壁稳定。以柠檬酸固体粉末、乙二胺为单体,采用水热合成法制备了一种新型的碳纳米点材料。利用多种分散手段对碳纳米点材料在水中的分散性进行优化,并深入研究其分散机理。实验结果表明,碳纳米点材料在碱性水介质中具有优良的分散性,采用简单的机械搅拌和超声就能使其在水介质中完全分散。同时,碳纳米点材料在基浆中仍具有良好的分散性。该研究为碳纳米点作为页岩气水基钻井液用纳米封堵剂提供了理论基础与实验依据。

基于木质纤维原料预水解过程同步合成碳纳米点

在桉木片热水预水解过程中加入少许尿素,得到热水预水解液,并对预水解液(PHL)进行分析研究,结果显示:在不影响预水解效果的前提下,预水解液呈现出显著的荧光性能,并呈现出浓度猝灭和激发波长依赖性质。X射线衍射(XRD)和拉曼光谱结果证实预水解液中含有石墨碳结构,经透射电镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)分析进一步验证了石墨碳以碳纳米点(CNDs)的形式存在,CNDs的量子产率为19.43%。采用XPS和FT-IR对CNDs的结构和成分进行了表征,结果显示:CNDs表面富含羟基、羧基、氨基等官能团,CNDs成功掺杂了N原子,并且pH值在3.67~9.42时,荧光强度较为稳定,CNDs具有两种发光来源,平均寿命为3.07 ns。

碳纳米点掺杂二氧化铅电极电催化降解2,4-D

采用电沉积法制备碳纳米点掺杂的钛基二氧化铅(CND-PbO_2)电极。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)对所制备电极的形貌、元素组成和晶相组成进行表征。利用线性扫描伏安法(LSV)对电极进行电化学性能测试,显示CND-PbO_2电极具有更高的析氧电位。以水杨酸为捕获剂通过高效液相色谱法间接测定·OH的产量,表明CND-PbO_2电极表面·OH的产生能力强于PbO_2电极。在2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)的电化学氧化实验中,CND-PbO_2电极较PbO_2电极显示了更高的TOC去除率、电流效率和电化学稳定性。

基于聚乙烯亚胺碳纳米点的桑色素比率型荧光探针

利用水热合成法制备了一种基于聚乙烯亚胺的荧光碳纳米点,用光谱方法研究了其对桑色素的识别作用.结果表明,该碳纳米点对桑色素具有比率型荧光响应,且响应速度快、选择性和灵敏度高、抗干扰能力强.将桑色素加入到碳纳米点溶液中后,碳纳米点自身的荧光(460 nm)立即被猝灭,同时在555 nm处出现新的荧光发射峰并逐渐增强;其新发射峰(555 nm)与原发射峰(460 nm)的强度比值在此过程中呈线性增加.基于此,在1.0×10^-6~4.0×10^-5mol/L浓度范围内,可实现对桑色素的检测,该比率荧光响应非常灵敏,检出限可达3.0×10^-8mol/L.另外,该碳纳米点与常见金属离子、氨基酸及其它具有类似桑色素结构的黄酮醇均不反应,显示出对桑色素的高选择性.该检测方法的荧光强度随桑色素浓度的增加而逐渐增强,并伴随着由蓝色到黄色的荧光颜色变化,可实现对桑色素的可视化检测;同时该碳纳米点还可用于稀释胎牛血清中桑色素的定量检测.

氮掺杂碳纳米点的制备及应用研究

以柠檬酸三钠为原料,尿素为掺杂剂,采用水热法合成了一种荧光量子产率为66.23%的氮掺杂碳纳米点。采用透射电镜、X射线衍射、红外光谱、X射线光电子能谱等手段对其物化性质进行分析;采用紫外吸收光谱、365nm紫外灯、荧光发射光谱进行光学性质分析。结果表明:氮掺杂碳纳米点颗粒分散且粒径均一,平均粒径2.43nm,晶面间距0.22nm;在365nm光源照射下,其溶液呈强蓝荧光,最大激发波长和发射波长分别为365nm和425nm。Fe对氮掺杂碳纳米点溶液的荧光有猝灭效应,在酸性环境中氮掺杂碳纳米点溶液的荧光也有猝灭。