荧光碳点的合成表征及应用

荧光碳点的合成表征及应用

论文摘要

量子点的性能优于常见小分子荧光试剂。但量子点具有一定毒性,可能会影响细胞或生物大分子的活性;且量子点的粒径较大,如常见的CdSe/ZnS型量子点的直径介于1.8~7nm之间,修饰后粒径甚至可以达到数十纳米;此外,量子点还有光闪烁现象。这些都限制了它的应用。因此寻找具有相似光学性质的优良纳米材料具有重要意义。最近,科学家制备出一种新型荧光纳米颗粒——碳点。与量子点等其他荧光纳米颗粒相比,碳点具有荧光稳定,无光闪烁;激发波长和发射波长可调控;生物相容性好,毒性低;分子量和粒径均很小等优点。本文的主要研究工作有:(1)以制墨工业的原料——油烟制备碳点,可实现大批量合成荧光碳点,得到的碳点荧光性能良好,粒径较小;用PEG1500N修饰后,提高了荧光量子产率和荧光寿命。这两种碳点,即钝化前后的碳点,水溶性好,稳定性高,在水中可存放半年以上荧光性能不变。(2)以本实验室自制的碳点为探针,建立测定Cu2+的新方法。铜离子能与带负电的碳点通过静电作用相结合,从而导致碳点荧光的猝灭,并在一定范围内I0/I值(I0,I分别指未加猝灭剂和加了猝灭剂后碳点的荧光)与铜离子浓度呈线性关系。(3)发现Cu2+的加入能导致碳点紫外吸收明显减小,且随着温度的升高猝灭作用逐渐减弱,而荧光寿命没有明显变化,猝灭速率常数值也比典型的动态猝灭速率常数上限值高很多,这些都证明Cu2+对钝化碳点荧光的猝灭是由于生成了不发光的基态复合物,属于静态猝灭。(4)采用1—乙基—3—(—3—二甲基氨丙基)—碳化二亚胺(EDC)/N-羟基琥珀亚酰胺(NHS)法,以表面为羧基的碳点标记末端氨基修饰的DNA。标记后碳点的吸收光谱发生变化,荧光强度和荧光寿命不变。

论文目录

  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 符号说明
  • 第1章 文献综述及前言
  • 1.1 引言
  • 1.2 碳点的性质、制备与应用
  • 1.2.1 碳点的性质
  • 1.2.2 碳点的制备
  • 1.2.3 碳点的修饰
  • 1.2.4 碳点的应用
  • 1.3 论文的出发点和主要工作
  • 第2章 荧光碳点的合成与表征
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验部分
  • 2.2.1 仪器与试剂
  • 2.2.2 碳点的合成
  • 1500N修饰'>2.2.3 碳点的PEG1500N修饰
  • 2.2.4 微波处理未钝化碳点
  • 2.2.5 荧光显微成像
  • 2.2.6 透射电镜技术(TEM)
  • 2.2.7 荧光量子产率的测定
  • 2.2.8 荧光寿命的测定
  • 2.3 结果与讨论
  • 2.3.1 TEM
  • 2.3.2 光谱测定
  • 2.3.3 荧光量子产率和荧光寿命
  • 2.3.4 影响碳点荧光强度的因素
  • 2.4 结论
  • 2+及其荧光猝灭机理研究'>第3章 碳点测Cu2+及其荧光猝灭机理研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验部分
  • 3.2.1 仪器和试剂
  • 3.2.2 碳点的制备
  • 3.2.3 实验方法
  • 3.2.4 碳点浓度的确定
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.3.1 光谱表征
  • 3.3.2 实验条件优化
  • 2+实验'>3.3.3 未钝化碳点测Cu2+实验
  • 2+对钝化碳点荧光猝灭机理探讨'>3.3.4 Cu2+对钝化碳点荧光猝灭机理探讨
  • 3.4 结论
  • 第4章 碳点标记DNA
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验部分
  • 4.2.1 仪器和试剂
  • 4.2.2 碳点标记DNA
  • 4.2.3 琼脂糖凝胶电泳
  • 4.2.4 聚丙烯酰胺凝胶(PAGE)电泳
  • 4.2.5 溴化乙锭(EB)染色
  • 4.2.6 银(AgNO3)染色
  • 4.2.7 凝胶成像
  • 4.3 结果与讨论
  • 4.3.1 电泳表征
  • 4.3.2 光谱分析
  • 4.3.3 荧光寿命
  • 4.4 结论
  • 参考文献
  • 附:硕士期间已发表和待发表的研究成果
  • 致谢
  • 相关论文文献

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