碳點(diǎn)的制備及其在生物傳感的應(yīng)用研究.pdf

1、作為新型碳納米材料，碳點(diǎn)具備各項(xiàng)優(yōu)異性能，被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)研究領(lǐng)域。碳點(diǎn)的粒徑一般在3～5nm之間，表面含有各類功能化基團(tuán)，且可通過(guò)改變功能化基團(tuán)來(lái)改變碳點(diǎn)的溶解性。相對(duì)于傳統(tǒng)的半導(dǎo)體量子點(diǎn)來(lái)說(shuō)，碳點(diǎn)具有更好的光學(xué)性能、生物相容性和環(huán)境友好性，可以應(yīng)用于生物成像、納米傳感、光催化、光電子器件等領(lǐng)域。本文基于文獻(xiàn)報(bào)道的碳點(diǎn)制備方法，利用微波輔助法制備出性能優(yōu)良的熒光碳點(diǎn)；結(jié)合碳點(diǎn)和金簇的合成方法成功地制備出了復(fù)合納米碳點(diǎn)材料，并應(yīng)用于細(xì)

2、胞內(nèi)離子檢測(cè)、雙色細(xì)胞成像、有機(jī)染料的光催化降解等方面：
　?。?）本實(shí)驗(yàn)以葡萄糖為前驅(qū)物，用微波輔助法制備出大尺寸熒光碳點(diǎn)，碳點(diǎn)表面復(fù)雜的功能化基團(tuán)使其可以和各種金屬離子相互作用?；阝涬x子對(duì)碳點(diǎn)熒光的猝滅作用，實(shí)驗(yàn)構(gòu)建了高效、特異性檢測(cè)鉀離子含量的生物傳感器，檢測(cè)限為1.0×10-12M。實(shí)驗(yàn)成功檢測(cè)了人血清中鉀離子的含量，檢測(cè)結(jié)果和醫(yī)院提供的參考值基本一致。相比于其它傳感器復(fù)雜的表面功能化修飾、繁瑣的儀器操作，本實(shí)驗(yàn)構(gòu)建的生

3、物傳方法，無(wú)需進(jìn)行任何表面修飾，消耗低，操作簡(jiǎn)單、快捷，具有非常大的應(yīng)用潛力。
　　（2）本實(shí)驗(yàn)以微波輔助法制備了具有獨(dú)特性質(zhì)的復(fù)合碳納米材料-含金碳點(diǎn)(GCDs)。并對(duì)其進(jìn)行了高分辨透射電鏡(HRTEM)、XRD、高角環(huán)形暗視場(chǎng)掃描透射電子顯微鏡(HAADF-STEM)、EDS等表征，表征結(jié)果表明含金碳點(diǎn)是由碳和金復(fù)合組成的。微小的金納米簇分散在2nm左右的碳點(diǎn)骨架上，含金碳點(diǎn)同時(shí)具有碳點(diǎn)和金簇的部分性質(zhì)，如類過(guò)氧化物酶性質(zhì)及單

4、激發(fā)/雙發(fā)射性質(zhì)等。含金碳點(diǎn)雙發(fā)射峰對(duì)目標(biāo)物不同的響應(yīng)使得其可以應(yīng)用于納米傳感及細(xì)胞成像中?；诤鹛键c(diǎn)的耐光性、生物相容性及良好的熒光性能，實(shí)驗(yàn)在乳腺癌細(xì)胞及老鼠成骨細(xì)胞中對(duì)其進(jìn)行了雙熒光細(xì)胞成像。最后，利用其比率型熒光細(xì)胞成像定性地檢測(cè)了老鼠成骨細(xì)胞中三價(jià)鐵的含量。
　　（3）本實(shí)驗(yàn)基于含金碳點(diǎn)模擬酶性質(zhì)建立了超靈敏、可視化檢測(cè)前列腺癌抗原的傳感方法。通過(guò)對(duì)氯金酸、雙氧水以及穩(wěn)定劑的條件優(yōu)化，建立靈敏的顯色反應(yīng)；實(shí)現(xiàn)了可視化及

5、定量檢測(cè)前列腺癌抗原的目的，檢測(cè)限達(dá)到了10-19g/mL，并進(jìn)一步檢測(cè)了前列腺癌患者血清中前列腺癌抗原的含量。此方法與傳統(tǒng)的酶聯(lián)免疫吸附方法相比，操作簡(jiǎn)單、靈敏度高，具有更低的檢測(cè)限。
　?。?）本實(shí)驗(yàn)將末端含有巰基的DNA單鏈適配體通過(guò)金硫鍵修飾到含金碳點(diǎn)的表面。利用和DNA適配體的特異性結(jié)合作用進(jìn)一步將前列腺抗原(PSA)修飾到含金碳點(diǎn)的表面。前列腺抗原屬大分子，因此將前列腺抗原修飾到含金碳點(diǎn)表面時(shí)，含金碳點(diǎn)的共振光散射強(qiáng)度

6、會(huì)發(fā)生明顯的變化。前列腺癌抗原濃度在0.01ng/mL～0.05ng/mL范圍內(nèi)時(shí)，碳點(diǎn)的共振光散射強(qiáng)度變化值和前列腺癌抗原濃度成線性關(guān)系。以修飾了DNA適配體的含金碳點(diǎn)為探針，實(shí)驗(yàn)定量檢測(cè)了前列腺抗原的量且檢測(cè)了生物樣品中前列腺癌抗原的含量，為臨床疾病診斷提供一種可能的方法。
　?。?）本實(shí)驗(yàn)基于碳點(diǎn)的光催化活性和金納米顆粒的等離子體性質(zhì)，成功實(shí)現(xiàn)了在各種光（紫外、可見、近紅外光）照射下，催化降解羅丹明B。碳點(diǎn)具有較弱的光催化活