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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,，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分別與人類乳腺癌細(xì)胞MCF-7和人結(jié)腸癌細(xì)胞HT-29孵化24h，通過對(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)為沒有毒性,。他們還將該CQDs通過皮下、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的表面通過鈍化可連接上不同種類的基團(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CS，的作用后,，加入Cu2”和二硫代氨基甲酸鹽類（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,。基于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)可見光有良好的吸收，且具有上轉(zhuǎn)換熒光的特性,，可以通過表面改性等方式調(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,，Bozetine通過綠色化學(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,。