荧光碳点的合成表征及应用

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1、西南大学硕士学位论文荧光碳点的合成表征及应用姓名：毛小娇申请学位级别：硕士专业：分析化学指导教师：郑鹄志20100501中文摘要荧光碳点的合成表征及应用分析化学专业硕士研究生毛小娇指导教师郑鹄志副教授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"--7am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

2、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)以制墨工业的原料一油烟制备碳点，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PEGl500N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

3、一定范围内聊值(，D，，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1一乙基一3一(--3----=甲基氨丙基)一碳化二亚胺(EDC)／N一羟基琥珀亚酰胺(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

4、变。关键词：荧光碳点；钝化；Cu“；荧光猝灭；DNA标记AbstractFluorescentCarbonDots"Synthesis，CharacterizationandApplicationPostgraduatemajoringinAnalyticalChemistry：MaoXiao-JiaoSupervisor：AssociateProf．ZhengHu-ZhiABSTRACTQuantumdots(QDs)aresuperiortOcommonlyusedfluophores，inorganic／organicdyes．H

5、owever,thepotentialtoxicityandrelativelargesizeofquantumdotsmaylimititsuseinsomefields．Therefore，thesearchforbenignnanomaterialsofsimilaropticalpropertiescontinues．Recently,fluorescentcarbondots(C-Dots)，anovelkindofcarbonousmaterialhavebeenpreparedbyseveralchemists．These

6、carbondotsshowedhighphotostabilityagainstphotobleaching，tunableexcitationandemissionwavelength，goodbiocompatibilityandlowtoxicity,relativesmallsizeandlowmolecularweightcomparedtOquantumdotsandotherfluorescentnanoparticles．Themajorresearchworksareasfollows：(1)Commercialla

7、mpblack，aprimarymaterialofChineseink，wasusedtopreparefluorescentC—Dots．Thebarenanoparticleshaveagoodfluorescencepropertiesandsmallsize．AfterpassivatedthebareC-DotswithO．O。一bis(3一aminopropyl)polyethyleneglycol1500(PEGIs00N)，boththefluorescencequantumyieldandfluorescenceli

8、fetimeimproved．Thesetwokindsofcarbondots，i．e．，barecarbondotsandbisamino-terminatedpolyethylene哲ycol(PEG