藍色綠色紅色光表面羧基化的水溶性碳量子點

碳量子點，碳點，C點,CQDs

C點粒徑 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。

碳量子點的應用：

  1．CQDs用于生物成像和細胞標記

自CQDs發(fā)現(xiàn)以來，因具有粒徑小、低毒性、水溶性好、熒光可調控等優(yōu)點，已逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的半導體量子點，成為生物成像和細胞標記的新星。    Liul等報道了CQDs在生物成像中的應用。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，可在共聚焦顯微鏡下觀察到以不同顏色熒光成像的細胞。    同年，Sun等利用PEG-CQDs分別與人類乳腺癌細胞MCF-7和人結腸癌細胞HT-29孵化24h，通過對兩種細胞的繁殖、死亡、存活率分析，結果表明該CQDs與現(xiàn)售的CdSe/ZnS量子點或PEG-CdSe/ZnS量子點相比，可以認為沒有毒性。他們還將該CQDs通過皮下、皮內和靜脈注射于小鼠體內。實驗發(fā)現(xiàn)靜脈注射后僅在膀胱內觀察到CQDs。正常喂養(yǎng)4周后，實驗小鼠均沒有出現(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，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，CQDs溶液沒有阻礙豆芽的生長，并且*滲透到植物細胞中。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，并用于標記人體紅細胞，得到了很好的效果。

2. CQDs在傳感器方面的應用

CQDs的表面通過鈍化可連接上不同種類的基團，從而能與多種物質發(fā)生相互作用，使體系的熒光產(chǎn)生猝滅或增強的現(xiàn)象，基于此可建立多種離子、小分子等的分析檢測方法。 研究者們利用CODs建立的金屬離子檢測方法有很多，如：Cu2-[]、Pb2穂34]、Mn[2]、K.13]等。 Zhang等報道了被銅（IⅡ）絡合物功能化的CQDs（CuDTC，-CQDs）對Hg’’基于熒光性能增強的選擇性檢測。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表面復雜的絡合物一CuDTC，，可以有效的猝滅CQDs的熒光，當加入Hg’后，代替Cu2'的位置，絡合到該復合物中，切斷了能量轉移途徑，使得CQDs的熒光恢復。該團隊還制作了攜帶 CuD-TC,-CQDs 溶液的醋酸纖維紙，實現(xiàn)了Hg”的現(xiàn)場可視化檢測。  2011年，Zhao等通過檸檬酸和氨基十一酸的縮合反應制備了表面含大量羧基的熒光CQDs。且實驗表明，稀土金屬Eu’’離子能與CQDs發(fā)生配位反應導致其熒光猝滅，然而Eu’’與PO2的配位結合能力更強。于是當加入磷酸鹽時，體系的熒光重新得到恢復，基于此建立了磷酸鹽的定量分析方法，并成功應用于人工濕地系統(tǒng)中磷酸鹽的檢測。類似地，利用CQDs的熒光猝滅-恢復還建立了F的定量檢測方法。基于CQDs-Fe”的光誘導電子轉移效應和叔丁基對苯二酚（TBHQ）-Fe3‘的絡合配位的競爭反應，成功設計了一種具有高靈敏度、高選擇性快速檢測食用油中TBHQ的“熒光開關”。同樣的利用配位競爭反應，Qiani報道Si摻雜的QDs用于雙氧水和三聚氰胺的檢測。Cayuelal利用兩親聚合物一步合成了熒光量子點產(chǎn)率高達78%的CQDs，該CQDs具有疏水性質，且對硝基芳烴類2，4-二硝基甲苯（2，4-DNT），有明顯的熒光猝滅響應，以此建立了快速檢測TNT和2，4-DNT的方法。

3．CQDs在光催化方面的應用

CQDs相比于傳統(tǒng)的光催化劑，CQDs對可見光有良好的吸收，且具有上轉換熒光的特性，可以通過表面改性等方式調控其發(fā)光，發(fā)射波長可從近紅外區(qū)延伸到藍色可見光區(qū)，具有優(yōu)異的光催化性能。    *，Fe,0，不是一個高效的光催化劑，2011年，Zhang-等人將CQDs與Fe20，復合，制備得到了對毒氣（苯和甲醇）有高效降解效果的Fe,0，-CQDs復合物。研究發(fā)現(xiàn)CQDs在Fe,0，-CQDs復合物的光催化活性中扮演著重要角色，主要原因有：一是CQDs作為一個電子儲存器能夠阻止電子空穴對的復合；二是CODs具有良好的上轉換熒光性能，可以吸收較長波長的光，如：可見光，將其轉化為可以有效激發(fā)Fe20，形成電子空穴對的短波長光；三是苯和CQDs共扼結構，有益于苯在Fe,0，-CQDs表面的富集（對苯的降解而言）。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，25min（Si0，-CQDs為15min)后，該染料幾乎*降解，而當CQDs單獨作為光催化劑時，對甲基藍幾乎沒有降解效果。Muthulingam[46]等人報道了CQDs與氮摻雜的Zn0的復合物（CQDs/N-ZnO）。進一步的實驗發(fā)現(xiàn)該復合物能有效降解孔雀石綠、亞甲基藍、熒光素這三種有機染料。近來，Bozetine通過綠色化學的途徑也實現(xiàn)了CQDs和Zn0納米復合物的制備。同時，他們還通過實驗證明了其在室溫下具備光催化降解有機物的能力。