發(fā)布時(shí)間：2020-04-13 17:13

【摘要】：熒光納米材料作為同時(shí)具有納米材料和發(fā)光材料雙重優(yōu)點(diǎn)的材料,具有很高的研究?jī)r(jià)值,主要包括半導(dǎo)體量子點(diǎn),稀土元素納米材料以及金屬納米簇,但是這些納米材料生物毒性大,制備過程繁瑣,花費(fèi)高又不環(huán)保,嚴(yán)重限制了其應(yīng)用領(lǐng)域。碳點(diǎn)由于低毒,經(jīng)濟(jì),環(huán)保等優(yōu)勢(shì)受到了越來越多研究人員的關(guān)注。目前,用于合成碳點(diǎn)的碳源和方法有很多,其中天然材料由于廉價(jià)易得而成為研究熱點(diǎn),但是用綠色天然材料直接合成的碳點(diǎn),一般量子產(chǎn)率比較低,表面的功能基團(tuán)單一,因此出現(xiàn)靈敏度和選擇性較差的現(xiàn)象。所以將綠色材料合成的碳點(diǎn)進(jìn)行功能化,改善其熒光性能,成為我們的首要任務(wù),目前功能化碳點(diǎn)的方法主要有氮原子摻雜和表面修飾。本論文以天然材料為碳源,與不同的鈍化劑或共反應(yīng)劑共同制備功能化碳點(diǎn),并將得到的碳點(diǎn)應(yīng)用到生物和檢測(cè)領(lǐng)域,而后進(jìn)一步將碳點(diǎn)和其他物質(zhì)結(jié)合,構(gòu)建比率型熒光探針,拓寬碳點(diǎn)的應(yīng)用領(lǐng)域。主要工作如下:(1)用榆錢渣做碳源,乙二胺做共反應(yīng)劑,通過水熱合成反應(yīng)制備氮原子摻雜的碳點(diǎn)。此氮原子摻雜的碳點(diǎn)粒徑均勻,發(fā)光性能好,熒光性質(zhì)穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,這種氮原子摻雜的碳點(diǎn)能對(duì)pH有規(guī)律的響應(yīng),有望用于生物pH傳感。另外,用這種方法得到的碳點(diǎn)具有很低的生物毒性,并成功的用于HeLa細(xì)胞和綠豆芽成像,進(jìn)一步說明具有極好的生物相容性,在生物領(lǐng)域具有重要的研究意義。(2)利用上述得到的氮原子摻雜碳點(diǎn)和鈣黃綠素構(gòu)建了一種比率型熒光探針,并探究了氮原子摻雜碳點(diǎn)和鈣黃綠素之間的相互作用,發(fā)現(xiàn)隨著鈣黃綠素的加入,碳點(diǎn)的熒光發(fā)生了猝滅,而鈣黃綠素的熒光反而增強(qiáng),并且碳點(diǎn)的發(fā)射區(qū)域和鈣黃綠素的吸收區(qū)域發(fā)生了很大的重疊,說明兩者之間發(fā)生了能量共振轉(zhuǎn)移,此外還探究了pH對(duì)比率型熒光探針的影響,發(fā)現(xiàn)pH為6時(shí),比率型熒光探針的熒光光譜圖最佳�；诖�,我們?cè)趐H為6的Britton-Robison(BR)緩沖溶液中構(gòu)建比率型熒光探針,并且將構(gòu)建的比率型熒光探針同時(shí)用于銅離子和亞鐵離子的檢測(cè),檢測(cè)限分別為0.50和0.31μM。此比率型熒光探針構(gòu)建方法簡(jiǎn)單,無需復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)儀器和苛刻的實(shí)驗(yàn)條件。(3)通過簡(jiǎn)單的水熱法將干燥的胡蘿卜秧和聚乙二醇8000(PEG)合成PEG功能化的碳點(diǎn)(PEG-CDs),并和只用胡蘿卜秧合成的普通碳點(diǎn)(CDs)進(jìn)行了對(duì)比,發(fā)現(xiàn)PEG-CDs在熒光強(qiáng)度、量子產(chǎn)率、熒光壽命、粒徑大小及分布等方面均得到明顯改善,并且這種PEG-CDs具有良好的穩(wěn)定和低細(xì)胞毒性,能夠進(jìn)入到動(dòng)物和植物細(xì)胞內(nèi),從而作為熒光探針應(yīng)用于細(xì)胞和豆芽成像。(4)用榆錢渣、乙二胺和巰基乙酸共同水熱反應(yīng),得到具有較寬粒徑分布,發(fā)射熒光強(qiáng),化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的碳點(diǎn),該碳點(diǎn)對(duì)Bi ~(3+)具有特定的響應(yīng),在一定濃度范圍內(nèi)表現(xiàn)出良好的線性關(guān)系,能夠用于金屬離子的測(cè)定。
【圖文】：

合成碳點(diǎn)的一些綠色碳源[32]

他們將酸氧化得到的碳點(diǎn)對(duì)乳腺癌細(xì)胞 MCF-7 進(jìn)行染色，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞被染成亮綠色(圖1-2)，說明碳點(diǎn)已經(jīng)成功的進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)部[131]。圖 1-2 碳點(diǎn)培養(yǎng)的 MCF-7 細(xì)胞：(a)熒光成像圖；(b)明場(chǎng)圖；(c)熒光成像和明場(chǎng)疊加圖；(d)截面分析[130]Zhang 等[132]通過電化學(xué)方法合成了一種量子產(chǎn)率為 14 %能夠發(fā)射黃色熒光的碳點(diǎn)，并將碳點(diǎn)用于干細(xì)胞成像，從圖 1-3 中可以清楚的看到，干細(xì)胞能夠發(fā)出黃色的熒光，表明碳點(diǎn)具有良好的生物相容性，能夠?qū)?xì)胞進(jìn)行熒光標(biāo)記，為它們?cè)谏镝t(yī)藥的應(yīng)用提供了有力的證據(jù)。圖1-3 (a) NSCs, (c) PPCs, (e) CPCs培養(yǎng)的干細(xì)胞在405 nm激發(fā)波長(zhǎng)下的熒光成像和相應(yīng)明場(chǎng)的照片(b, d, f)[132]
【學(xué)位授予單位】：河南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ127.11;TB383.1

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本文編號(hào)：2626225