本文選題：碳量子點(diǎn)　切入點(diǎn)：水熱法　出處：《江南大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：碳量子點(diǎn)或碳點(diǎn)(CDs)是一類新興的碳納米材料,作為傳統(tǒng)半導(dǎo)體量子點(diǎn)的競爭對手引起了人們的廣泛關(guān)注。CDs具有低毒性,環(huán)境友好,成本較低,制備方法簡單等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)通過表面鈍化和修飾等可調(diào)控其物理化學(xué)性能。自從被發(fā)現(xiàn)以來,CDs廣泛應(yīng)用于化學(xué)傳感、生物傳感、生物成像、納米醫(yī)學(xué)、催化和光電器件等諸多領(lǐng)域。然而,CDs領(lǐng)域仍存在諸多問題,比如,如何制備長波長的熒光CDs、如何簡單的實(shí)現(xiàn)CDs的分離純化等。本論文中,我們首先以水熱法制備穩(wěn)定的藍(lán)色熒光CDs作為納米溫度計(jì)和應(yīng)用于pH傳感,其次以微波法快速制備長波長黃色熒光CDs應(yīng)用于比色傳感重金屬Cr(VI),最后以SiO2微球?yàn)檩d體制備了SiO2@CDs復(fù)合微球,解決了CDs分離純化困難的問題并應(yīng)用于靶向癌細(xì)胞成像,為熒光CDs的制備和應(yīng)用開拓了新的思路。具體來講,本論文圍繞熒光CDs的制備與應(yīng)用開展了以下三部分工作:在第2章中,我們通過在碳源葡萄糖(glc)中加入修飾劑谷胱甘肽(GSH),采用水熱法一步制備水穩(wěn)定的藍(lán)色熒光CDs。修飾劑GSH的加入,減少了非輻射復(fù)合中心,從而使得CDs熒光強(qiáng)度增強(qiáng)。改變GSH/glc摩爾比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間研究了不同反應(yīng)條件對CDs光致發(fā)光特性的影響,對所獲得的CDs進(jìn)行了TEM,FTIR和XPS表征,從而對其形貌和表面化學(xué)組成信息進(jìn)行表征。所制備的CDs表現(xiàn)出很好的光漂白穩(wěn)定性和抗離子干擾性,為在實(shí)際生活中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)�；谒苽銫Ds對溫度和pH的響應(yīng),可作為納米溫度計(jì)和應(yīng)用于pH傳感。這一納米溫度計(jì)的熒光強(qiáng)度有很強(qiáng)的溫度敏感性,并且在15-60℃范圍內(nèi),發(fā)光強(qiáng)度與溫度呈現(xiàn)線性相關(guān)關(guān)系,在生理溫度范圍內(nèi),有望應(yīng)用于生物體內(nèi)溫度傳感。為了拓展該方法,本章改變碳源與修飾劑,以枝狀聚乙烯亞胺為表面鈍化劑、檸檬酸為碳源,通過水熱法制備高發(fā)光效率的藍(lán)光CDs,應(yīng)用于pH傳感和細(xì)胞成像。在第3章中,我們以葡萄糖(glc)為碳源和磷酸(H3PO4)為輔助劑,通過快速、低成本的微波熱解法5 min內(nèi)制備長波長黃色熒光CDs,并探索了所制備的黃色熒光CDs的形貌和表面化學(xué)組成。所制備的黃色熒光CDs在水中和有機(jī)溶劑中均呈現(xiàn)良好的分散性和強(qiáng)烈的黃色熒光。重要的是,隨著Cr(VI)離子的加入,CDs水溶液的熒光逐漸由黃變綠再變藍(lán),根據(jù)此現(xiàn)象,所制備的CDs可根據(jù)其熒光顏色的變化,檢測重金屬Cr(VI),其檢測限最低可達(dá)0.02μM。通過離子干擾性實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證,所制備的黃色熒光CDs能夠特異性識別重金屬Cr(VI)而區(qū)分于其他金屬陽離子和Cr(III)。另外,我們將CDs水溶液進(jìn)一步制成Cr(VI)試紙,為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場實(shí)時(shí)檢測和監(jiān)控重金屬Cr(VI)提供了一個(gè)新思路。最后,我們將所制備的CDs與聚合物復(fù)合,制成CDs/聚合物發(fā)光薄膜,為所制備的CDs向器件方向的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。在第4章中,為解決水相中CDs分離純化困難的問題,我們以SiO2微球?yàn)檩d體采用一步水熱法在其表面生長碳點(diǎn),制備SiO2@CDs復(fù)合微球。將SiO2@CDs復(fù)合微球表面共價(jià)修飾葉酸(FA)后得到SiO2@CDs-FA復(fù)合物。所制備的SiO2@CDs-FA復(fù)合物能夠靶向成像癌細(xì)胞。該方法的關(guān)鍵在于使用硅烷偶聯(lián)劑作為橋連劑,它不僅用作CDs的表面鈍化劑使所制備的CDs具有高量子產(chǎn)率,而且也使SiO2表面氨基功能化易于共價(jià)接合FA。所制備的SiO2@CDs易于分離、純化和表面功能化。此法簡便易行,可實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。由于SiO2表面被氨基功能化以及CDs表面含有大量親水性基團(tuán)使得所制備的SiO2@CDs復(fù)合物具有良好的水分散性。另外,細(xì)胞毒性測試表明所制備的SiO2@CDs復(fù)合微球具有細(xì)胞低毒性,有利于應(yīng)用于生物體內(nèi)。最后,將所制備的SiO2@CDs-FA復(fù)合物作為熒光探針應(yīng)用于生物成像。結(jié)果表明,在較短的孵化時(shí)間內(nèi),SiO2@CDs-FA能夠通過受體介導(dǎo)的運(yùn)載途徑實(shí)現(xiàn)靶向癌細(xì)胞成像,從而實(shí)現(xiàn)對腫瘤細(xì)胞的早期診斷。
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【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O657.3;O613.71
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本文編號：1611483