蓝色绿色红色光表面羧基化的水溶性碳量子点

蓝色绿色红色光表面羧基化的水溶性碳量子点

碳量子点，碳点，C点,CQDs

C点粒径 5-10nm ，目前能够合成提供以下几种

激发420 nm 发射570nm，

激发420nm 发射550nm，

激发450nm，发射600nm，

激发540nm，发射640nm等

可根据要求定制。

碳量子点的应用：

  1．CQDs用于生物成像和细胞标记

自CQDs发现以来，因具有粒径小、低毒性、水溶性好、荧光可调控等优点，已逐渐代替传统的半导体量子点，成为生物成像和细胞标记的新星。    Liul等报道了CQDs在生物成像中的应用。他们将PEG饨化处理的CQDs（PEG-CQDs）在37℃与大肠杆菌孵化培养24h，改变激发波长，可在共聚焦显微镜下观察到以不同颜色荧光成像的细胞。    同年，Sun等利用PEG-CQDs分别与人类乳腺癌细胞MCF-7和人结肠癌细胞HT-29孵化24h，通过对两种细胞的繁殖、死亡、存活率分析，结果表明该CQDs与现售的CdSe/ZnS量子点或PEG-CdSe/ZnS量子点相比，可以认为没有毒性。他们还将该CQDs通过皮下、皮内和静脉注射于小鼠体内。实验发现静脉注射后仅在膀胱内观察到CQDs。正常喂养4周后，实验小鼠均没有出现食物摄入量异常、体重下降、临床疾病或血清异常等毒性指标，小鼠器官切片分析以及组织成像均显示极少的CQDs残留，且无组织异常和主要器官病变的现象。2012年，Wang等人将CQDs的水溶液（1.5mg/mL)用于培养豆芽的生长，CQDs溶液没有阻碍豆芽的生长，并且*渗透到植物细胞中。Pramanik等人通过荧光剂、罗丹明、萘胺使CQDs表面功能化，提高了CQDs的荧光性能，并用于标记人体红细胞，得到了很好的效果。

2. CQDs在传感器方面的应用

CQDs的表面通过钝化可连接上不同种类的基团，从而能与多种物质发生相互作用，使体系的荧光产生猝灭或增强的现象，基于此可建立多种离子、小分子等的分析检测方法。 研究者们利用CODs建立的金属离子检测方法有很多，如：Cu2-[]、Pb2穂34]、Mn[2]、K.13]等。 Zhang等报道了被铜（IⅡ）络合物功能化的CQDs（CuDTC，-CQDs）对Hg’’基于荧光性能增强的选择性检测。他们首先将表面氨基化的CQDs通过CS，的作用后，加入Cu2”和二硫代氨基甲酸盐类（DTCS)，形成CuDTC,-CQDs,CQDs表面复杂的络合物一CuDTC，，可以有效的猝灭CQDs的荧光，当加入Hg’后，代替Cu2'的位置，络合到该复合物中，切断了能量转移途径，使得CQDs的荧光恢复。该团队还制作了携带 CuD-TC,-CQDs 溶液的醋酸纤维纸，实现了Hg”的现场可视化检测。  2011年，Zhao等通过柠檬酸和氨基十一酸的缩合反应制备了表面含大量羧基的荧光CQDs。且实验表明，稀土金属Eu’’离子能与CQDs发生配位反应导致其荧光猝灭，然而Eu’’与PO2的配位结合能力更强。于是当加入磷酸盐时，体系的荧光重新得到恢复，基于此建立了磷酸盐的定量分析方法，并成功应用于人工湿地系统中磷酸盐的检测。类似地，利用CQDs的荧光猝灭-恢复还建立了F的定量检测方法。基于CQDs-Fe”的光诱导电子转移效应和叔丁基对苯二酚（TBHQ）-Fe3‘的络合配位的竞争反应，成功设计了一种具有高灵敏度、高选择性快速检测食用油中TBHQ的“荧光开关”。同样的利用配位竞争反应，Qiani报道Si掺杂的QDs用于双氧水和三聚氰胺的检测。Cayuelal利用两亲聚合物一步合成了荧光量子点产率高达78%的CQDs，该CQDs具有疏水性质，且对硝基芳烃类2，4-二硝基甲苯（2，4-DNT），有明显的荧光猝灭响应，以此建立了快速检测TNT和2，4-DNT的方法。

3．CQDs在光催化方面的应用

CQDs相比于传统的光催化剂，CQDs对可见光有良好的吸收，且具有上转换荧光的特性，可以通过表面改性等方式调控其发光，发射波长可从近红外区延伸到蓝色可见光区，具有优异的光催化性能。    *，Fe,0，不是一个高效的光催化剂，2011年，Zhang-等人将CQDs与Fe20，复合，制备得到了对毒气（苯和甲醇）有高效降解效果的Fe,0，-CQDs复合物。研究发现CQDs在Fe,0，-CQDs复合物的光催化活性中扮演着重要角色，主要原因有：一是CQDs作为一个电子储存器能够阻止电子空穴对的复合；二是CODs具有良好的上转换荧光性能，可以吸收较长波长的光，如：可见光，将其转化为可以有效激发Fe20，形成电子空穴对的短波长光；三是苯和CQDs共扼结构，有益于苯在Fe,0，-CQDs表面的富集（对苯的降解而言）。Lif9]等将合成的CQDs分别与TiO，和Si0，混合形成TiO，-CQDs和SiO,-CQDs，在可见光的照射下降解甲基蓝，25min（Si0，-CQDs为15min)后，该染料几乎*降解，而当CQDs单独作为光催化剂时，对甲基蓝几乎没有降解效果。Muthulingam[46]等人报道了CQDs与氮掺杂的Zn0的复合物（CQDs/N-ZnO）。进一步的实验发现该复合物能有效降解孔雀石绿、亚甲基蓝、荧光素这三种有机染料。近来，Bozetine通过绿色化学的途径也实现了CQDs和Zn0纳米复合物的制备。同时，他们还通过实验证明了其在室温下具备光催化降解有机物的能力。