藍(lán)色綠色紅色光表面羧基化的水溶性碳量子點(diǎn)

碳量子點(diǎn)，碳點(diǎn)，C點(diǎn),CQDs

C點(diǎn)粒徑 5-10nm ，目前能夠合成提供以下幾種

激發(fā)420 nm 發(fā)射570nm，

激發(fā)420nm 發(fā)射550nm，

激發(fā)450nm，發(fā)射600nm，

激發(fā)540nm，發(fā)射640nm等

可根據(jù)要求定制。

碳量子點(diǎn)的應(yīng)用：

  1．CQDs用于生物成像和細(xì)胞標(biāo)記

自CQDs發(fā)現(xiàn)以來(lái)，因具有粒徑小、低毒性、水溶性好、熒光可調(diào)控等優(yōu)點(diǎn)，已逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的半導(dǎo)體量子點(diǎn)，成為生物成像和細(xì)胞標(biāo)記的新星。    Liul等報(bào)道了CQDs在生物成像中的應(yīng)用。他們將PEG飩化處理的CQDs（PEG-CQDs）在37℃與大腸桿菌孵化培養(yǎng)24h，改變激發(fā)波長(zhǎng)，可在共聚焦顯微鏡下觀察到以不同顏色熒光成像的細(xì)胞。    同年，Sun等利用PEG-CQDs分別與人類(lèi)乳腺癌細(xì)胞MCF-7和人結(jié)腸癌細(xì)胞HT-29孵化24h，通過(guò)對(duì)兩種細(xì)胞的繁殖、死亡、存活率分析，結(jié)果表明該CQDs與現(xiàn)售的CdSe/ZnS量子點(diǎn)或PEG-CdSe/ZnS量子點(diǎn)相比，可以認(rèn)為沒(méi)有毒性。他們還將該CQDs通過(guò)皮下、皮內(nèi)和靜脈注射于小鼠體內(nèi)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)靜脈注射后僅在膀胱內(nèi)觀察到CQDs。正常喂養(yǎng)4周后，實(shí)驗(yàn)小鼠均沒(méi)有出現(xiàn)食物攝入量異常、體重下降、臨床疾病或血清異常等毒性指標(biāo)，小鼠器官切片分析以及組織成像均顯示極少的CQDs殘留，且無(wú)組織異常和主要器官病變的現(xiàn)象。2012年，Wang等人將CQDs的水溶液（1.5mg/mL)用于培養(yǎng)豆芽的生長(zhǎng)，CQDs溶液沒(méi)有阻礙豆芽的生長(zhǎng)，并且*滲透到植物細(xì)胞中。Pramanik等人通過(guò)熒光劑、羅丹明、萘胺使CQDs表面功能化，提高了CQDs的熒光性能，并用于標(biāo)記人體紅細(xì)胞，得到了很好的效果。

2. CQDs在傳感器方面的應(yīng)用

CQDs的表面通過(guò)鈍化可連接上不同種類(lèi)的基團(tuán)，從而能與多種物質(zhì)發(fā)生相互作用，使體系的熒光產(chǎn)生猝滅或增強(qiáng)的現(xiàn)象，基于此可建立多種離子、小分子等的分析檢測(cè)方法。 研究者們利用CODs建立的金屬離子檢測(cè)方法有很多，如：Cu2-[]、Pb2穂34]、Mn[2]、K.13]等。 Zhang等報(bào)道了被銅（IⅡ）絡(luò)合物功能化的CQDs（CuDTC，-CQDs）對(duì)Hg’’基于熒光性能增強(qiáng)的選擇性檢測(cè)。他們首先將表面氨基化的CQDs通過(guò)CS，的作用后，加入Cu2”和二硫代氨基甲酸鹽類(lèi)（DTCS)，形成CuDTC,-CQDs,CQDs表面復(fù)雜的絡(luò)合物一CuDTC，，可以有效的猝滅CQDs的熒光，當(dāng)加入Hg’后，代替Cu2'的位置，絡(luò)合到該復(fù)合物中，切斷了能量轉(zhuǎn)移途徑，使得CQDs的熒光恢復(fù)。該團(tuán)隊(duì)還制作了攜帶 CuD-TC,-CQDs 溶液的醋酸纖維紙，實(shí)現(xiàn)了Hg”的現(xiàn)場(chǎng)可視化檢測(cè)。  2011年，Zhao等通過(guò)檸檬酸和氨基十一酸的縮合反應(yīng)制備了表面含大量羧基的熒光CQDs。且實(shí)驗(yàn)表明，稀土金屬Eu’’離子能與CQDs發(fā)生配位反應(yīng)導(dǎo)致其熒光猝滅，然而Eu’’與PO2的配位結(jié)合能力更強(qiáng)。于是當(dāng)加入磷酸鹽時(shí)，體系的熒光重新得到恢復(fù)，基于此建立了磷酸鹽的定量分析方法，并成功應(yīng)用于人工濕地系統(tǒng)中磷酸鹽的檢測(cè)。類(lèi)似地，利用CQDs的熒光猝滅-恢復(fù)還建立了F的定量檢測(cè)方法?；?/span>CQDs-Fe”的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移效應(yīng)和叔丁基對(duì)苯二酚（TBHQ）-Fe3‘的絡(luò)合配位的競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，成功設(shè)計(jì)了一種具有高靈敏度、高選擇性快速檢測(cè)食用油中TBHQ的“熒光開(kāi)關(guān)”。同樣的利用配位競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，Qiani報(bào)道Si摻雜的QDs用于雙氧水和三聚氰胺的檢測(cè)。Cayuelal利用兩親聚合物一步合成了熒光量子點(diǎn)產(chǎn)率高達(dá)78%的CQDs，該CQDs具有疏水性質(zhì)，且對(duì)硝基芳烴類(lèi)2，4-二硝基甲苯（2，4-DNT），有明顯的熒光猝滅響應(yīng)，以此建立了快速檢測(cè)TNT和2，4-DNT的方法。

3．CQDs在光催化方面的應(yīng)用

CQDs相比于傳統(tǒng)的光催化劑，CQDs對(duì)可見(jiàn)光有良好的吸收，且具有上轉(zhuǎn)換熒光的特性，可以通過(guò)表面改性等方式調(diào)控其發(fā)光，發(fā)射波長(zhǎng)可從近紅外區(qū)延伸到藍(lán)色可見(jiàn)光區(qū)，具有優(yōu)異的光催化性能。    *，Fe,0，不是一個(gè)高效的光催化劑，2011年，Zhang-等人將CQDs與Fe20，復(fù)合，制備得到了對(duì)毒氣（苯和甲醇）有高效降解效果的Fe,0，-CQDs復(fù)合物。研究發(fā)現(xiàn)CQDs在Fe,0，-CQDs復(fù)合物的光催化活性中扮演著重要角色，主要原因有：一是CQDs作為一個(gè)電子儲(chǔ)存器能夠阻止電子空穴對(duì)的復(fù)合；二是CODs具有良好的上轉(zhuǎn)換熒光性能，可以吸收較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光，如：可見(jiàn)光，將其轉(zhuǎn)化為可以有效激發(fā)Fe20，形成電子空穴對(duì)的短波長(zhǎng)光；三是苯和CQDs共扼結(jié)構(gòu)，有益于苯在Fe,0，-CQDs表面的富集（對(duì)苯的降解而言）。Lif9]等將合成的CQDs分別與TiO，和Si0，混合形成TiO，-CQDs和SiO,-CQDs，在可見(jiàn)光的照射下降解甲基藍(lán)，25min（Si0，-CQDs為15min)后，該染料幾乎*降解，而當(dāng)CQDs單獨(dú)作為光催化劑時(shí)，對(duì)甲基藍(lán)幾乎沒(méi)有降解效果。Muthulingam[46]等人報(bào)道了CQDs與氮摻雜的Zn0的復(fù)合物（CQDs/N-ZnO）。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該復(fù)合物能有效降解孔雀石綠、亞甲基藍(lán)、熒光素這三種有機(jī)染料。近來(lái)，Bozetine通過(guò)綠色化學(xué)的途徑也實(shí)現(xiàn)了CQDs和Zn0納米復(fù)合物的制備。同時(shí)，他們還通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了其在室溫下具備光催化降解有機(jī)物的能力。