碳点荧光激发发射光谱
荧光碳点的制备及其肿瘤诊断和治疗中的应用研究进展
荧光碳点的制备及其肿瘤诊断和治疗中的应用研究进展吕春祥;李利平【摘要】碳点是一种新型的碳基荧光纳米材料,因具有优异的荧光性能、低毒性、良好的水溶性及表面易修饰等优点,在生物医学领域有很好的应用潜力.本文重点从工艺的角度对碳点的制备进行阐述,介绍红光和近红外荧光碳点的研究进展,及碳点在诊断和治疗肿瘤方面的应用研究,探讨目前碳点发展的限制因素及未来的发展趋势.%Carbon dots (CDs),as a novel class of carbon-based nanomaterials,have attracted tremendous attention in biomedicine owing to their excellent optical properties,low toxicity,good water solubility and easy surface modification.In this review,we introduce various methods for their synthesis based on technology and recent research progress on red-emission and near-infrared emission CDs,and address the use of CDs in the diagnosis and therapy treatment of tumors.The review also summarizes the limiting factors that affect the development of CDs and possible new advances.【期刊名称】《新型炭材料》【年(卷),期】2018(033)001【总页数】7页(P12-18)【关键词】碳点;制备;红光;诊断和治疗【作者】吕春祥;李利平【作者单位】中国科学院山西煤炭化学研究所,中国科学院炭材料重点实验室,山西太原030001;碳纤维制备技术国家工程实验室,山西太原030001;中国科学院山西煤炭化学研究所,中国科学院炭材料重点实验室,山西太原030001;中国科学院大学,北京100049;山西医科大学,山西太原030001【正文语种】中文【中图分类】TQ127.1+11 前言碳点(Carbon dots, 简称CDs)是一种尺寸小于10 nm的碳纳米粒子，因其具有良好的荧光性能，也被称为荧光碳点。
荧光碳点的制备及应用
荧光碳点的制备及应用1、荧光碳点的制备荧光碳材料是一种典型的无机荧光纳米材料，为目前热点研究的功能纳米材料之一。
荧光碳点指的是一种尺寸小于10 nm的零维纳米材料，其中碳元素采用sp2杂化，并可进行N、P、O、S等元素的掺杂。
通过调节荧光碳点的尺寸大小、元素组成和表面结构，可制备出不同发光特性的荧光碳点。
荧光碳点的制备分为“自上而下”法和“自下而上”法。
“自上而下”法是指用电解、激光刻蚀等方法，将块状石墨粉碎成纳米尺寸的荧光碳点，“自下而上”法是指以有机物为前驱体，在高温条件下合成荧光碳点。
相较于“自上而下”的合成方法，“自下而上”法具有简单、快捷、产率高的优势，应用于本科生实验，可重复性强、成功率高，故本实验采用“自下而上”法，即以有机物柠檬酸、柠檬酸铵、尿素和多乙烯多胺作为前驱体，分别制备蓝色荧光碳点(BC-dot)和氮掺杂的绿色荧光碳点(GC-dot)2、发射原理荧光碳材料是一种典型的无机荧光纳米材料，为目前热点研究的功能纳米材料之一。
荧光碳点指的是一种尺寸小于10 nm的零维纳米材料，其中碳元素采用sp2杂化，并可进行N、P、O、S等元素的掺杂。
通过调节荧光碳点的尺寸大小、元素组成和表面结构，可制备出不同发光特性的荧光碳点。
荧光碳点的制备分为“自上而下”法和“自下而上”法。
“自上而下”法是指用电解、激光刻蚀等方法，将块状石墨粉碎成纳米尺寸的荧光碳点，“自下而上”法是指以有机物为前驱体，在高温条件下合成荧光碳点。
相较于“自上而下”的合成方法，“自下而上”法具有简单、快捷、产率高的优势，应用于本科生实验，可重复性强、成功率高，故本实验采用“自下而上”法，即以有机物柠檬酸、柠檬酸铵、尿素和多乙烯多胺作为前驱体，分别制备蓝色荧光碳点(BC-dot)和氮掺杂的绿色荧光碳点(GC-dot)3、量子产率荧光量子产率是表示物质发射荧光的能力的一个基本参数，指的是荧光物质吸光后所发射的荧光的光子数与吸收的激发光的光子数的比值，可采用绝对法和相对法测定，用Yf表示：Yf=发射的光量子数吸收的光量子数Yf=发射的光量子数吸收的光量子数(1)本实验采用相对法测定荧光碳点的荧光量子产率，即以罗丹明6G(R6G)的乙醇溶液作为本实验的参比物质。
以醇溶剂为碳源制备碳点的荧光性能
以醇溶剂为碳源制备碳点的荧光性能滕潇;周奕华;钱俊;邓亚峰;高文宇【摘要】以乙二醇和丙三醇为碳源,用一元醇(异丙醇和乙醇)为对比,通过溶剂热法制备得到碳点.通过傅里叶红外光谱、紫外-可见吸收光谱和激发光谱对所制得的碳点进行表征和分析,探讨了不同碳源对碳点的表面官能团、荧光性能等的影响,从而分析其荧光的发光机理.结果表明:乙二醇与丙三醇制备的碳点含有C—C键和C—O键,均在365 nm光激发后在450 nm处有荧光峰;而一元醇是由C—OH基团中的孤对电子产生荧光,碳源分子中羟基含量对碳点的荧光性能有很大影响,羟基含量越高,越容易形成双键结构.【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2018(039)009【总页数】6页(P1246-1251)【关键词】碳点;醇溶剂;羟基;荧光性能【作者】滕潇;周奕华;钱俊;邓亚峰;高文宇【作者单位】武汉大学印刷与包装系,湖北武汉 430079;武汉大学印刷与包装系,湖北武汉 430079;武汉大学印刷与包装系,湖北武汉 430079;武汉大学印刷与包装系,湖北武汉 430079;武汉大学印刷与包装系,湖北武汉 430079【正文语种】中文【中图分类】O482.311 引言碳点的出现是纳米材料领域的一个新的突破[1-4]。
自2006年被美国科学家孙亚平博士首次提出以来[5-6]，碳点，特别是荧光碳点的研究，受到越来越多的科学家们的关注。
碳是准零维纳米结构，一般尺寸不超过10 nm。
碳点具有光学性能优良、尺寸小、生物相容性高、无光闪烁、制作成本低及制作工艺相对简单等优点[7-9]，使其在生物学和医学研究领域具有先天的优势[10-13]。
同时，随着近年来制备的碳点的荧光量子点产率逐渐提高，碳点在发光器件上的应用也成为可能。
对于碳点的荧光机理，到目前为止还没有一个统一的理论[14-15]。
影响碳点荧光性能的因素有制备条件[16]、尺寸[17-18]、激发波长[19]、pH值[20]、溶剂[21]等。
碳点荧光法测定羟基自由基和葡萄糖
碳点荧光法测定羟基自由基和葡萄糖于海萍;黄述朝;高吉刚;王晓艳【摘要】以柠檬酸和二聚氰胺为原料,水热法制出了发蓝绿色荧光的氮掺杂碳点,这种碳点的粒径小、水溶性好、荧光量子产率高.该碳点的荧光可被芬顿反应产生的羟基自由基猝灭,从而建立了羟基自由基的测定方法,测定的线性范围为9.5×10-7～7.5×10-5 mol·L-1,测定极限为9.5×10-7 mol·L-1.耦合葡萄糖在过氧化酶(GOD)作用下产生H2O2的反应,建立了碳点荧光法测定葡萄糖含量的新方法,该方法应用于人体尿液的葡萄糖含量的测定,取得了满意的结果.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2018(046)013【总页数】4页(P70-72,85)【关键词】碳点;二聚氰胺;羟基自由基;葡萄糖【作者】于海萍;黄述朝;高吉刚;王晓艳【作者单位】山东农业大学化学与材料科学学院,山东泰安 271018;山东农业大学化学与材料科学学院,山东泰安 271018;山东农业大学化学与材料科学学院,山东泰安 271018;山东农业大学化学与材料科学学院,山东泰安 271018【正文语种】中文【中图分类】O644.1羟基自由基(·OH)是一种对生物体毒性最强、危害最大的活性氧粒子之一，它可以与生物体内的糖类、氨基酸、蛋白质、核酸和脂类多种分子作用[1]，造成细胞和组织的坏死或损伤，引发机体功能的衰退和许多疾病的产生[2]，因此，及时准确的检测羟基自由基是非常必要的。
常见的检测羟基自由基的方法有分光光度法、荧光光度法、高效液相色谱和电化学检测等方法，它们各有特点，同时也存在着灵敏度不高、光稳定性差、前处理复杂等缺点[3-4]。
荧光碳点作为一种新型的荧光材料，除了具有高荧光性外，还具有较好的生物相容性、水溶性、光稳定性[5-7]，以及原料易得、制备方法灵活多样[8]、易于修饰等特点[9-10]，受到人们广泛的关注[11-12]。
荧光碳点的制备及应用_颜范勇
（ 4 ） Ｒ* — — —Ｒ + hν（ 发光过程）
聚合物 以 及 生 物 活 性 物 质 修 饰 后 性 能 可 以 得 到 提升。 除了优异的光学性质与生物相容性以外， 碳点 还具有近红外发光特性， 光电荷转移特性， 高抗盐 性， 以及拟酶催化的能力。 这些优异性能使得碳点 ［8 ］ 在很多领域存在着潜在的应用 。
including fullerene，the carbon nanotube and graphene． This kind of nanomaterial has successfully overcome some defects of traditional semiconductor quantum dots． It is highly evaluated not only for the excellent optical performance and small size effect， but also the great biocompatibility and ease to achieve surface functionalization． Carbon dots can be w idely used in the field of biochemical sensing ， fluorescent probes， environmental testing ，photocatalytic technology ，drug carriers and so on． In this review ，the progress made in the field of carbon dots in recent years，especially in latest developments of applications are review ed，the characteristics of carbon dots are outlined，the problems remaining to be solved are summarized and the further advances are prospected． Key words Contents 1 2 Introduction Properties of the carbon dots carbon dots； fluorescent； optical properties； synthesis； application 2. 1 2. 2 3 Optical property Low toxicity and biocompatibility Preparation of carbon dots
碳量子点（carbondots，C-dots）激发420nm发射570nm，
碳量⼦点（carbondots，C-dots）激发420nm发射570nm，销售经理：周经理电话(微信)：158********Q Q：82705627杭州新乔⽣物科技有限公司是国内知名的荧光染料及MIR成像试剂供应商，在MIR成像⽅⾯我们除了有⼤环配体DOTA, NOTA等等，还有超顺磁性氧化铁纳⽶颗粒，活体体内成像的近红外CY系列的菁染料，视⽹膜染料ICG等等，荧光量⼦点，⼆氧化硅荧光微球，⼆氧化硅磁性荧光微球，聚苯⼄烯微球等等产品。
碳量⼦点，碳点，C点,CQDsC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(carbon dots，C-dots)，⼜称碳点或者碳纳⽶点，是⼀类尺⼨在10 纳⽶以下的新型碳纳⽶材料，是⼀种类球形的碳颗粒。
相较于⾦属量⼦点材料，碳量⼦点⼏乎是⽆毒的，对环境危害很⼩。
碳量⼦点最突出的⼀个特点就是具有光致发光特性，通俗来说，具有良好⽔溶性的碳量⼦点在光照下，其⾃⾝会发出明亮的荧光。
⽽且，它的光学稳定性很好。
CQD具有的优势:1快速的光⽣电⼦传递2电⼦储存性能3良好的上转换光致发光能⼒⽬前为⽌，在⽣物成像、荧光传感、有机光伏、发光⼆极管和催化领域表现出了潜在的应⽤价值。
碳量⼦点的应⽤：化学传感器，某些碳量⼦点对于⾦属离⼦、酸根离⼦或者氢离⼦⽐较敏感，可以通过这⼀性得到相应功能的化学传感器。
⽣物传感器，利⽤碳量⼦点的免疫学荧光标记，碳量⼦点也常被⽤作基于抗体与 DNA ⽚段的⽣物传感器。
⽣物成像，碳量⼦点具有多个优点，包括良好的光学性能和光化学稳定性，⽔溶性好，⽽且基本⽆毒、环境友好。
因此，在医学上可以⽤于细胞成像。
催化作⽤，由于碳量⼦点⾃⾝特殊的结构，与其紫外吸收和光电效应，使得它在⼀些化学反应中表现出了催化活性。
荧光光谱研究不同碳化程度的碳点抗光漂白性
第３８卷，第１０期 光谱学与光谱分析Ｖｏｌ．３８，Ｎｏ．１０，ｐｐ２８９－２９０２ ０ １ ８年１ ０月 Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ａｎｄ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｏｃｔｏｂｅｒ，２０１８ 荧光光谱研究不同碳化程度的碳点抗光漂白性张 雪，耿乙迦，陶松源，王 晶，徐抒平，徐蔚青＊吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室，吉林长春 １３００１２摘 要 碳点是一种新型荧光纳米材料，因其生物相容性好、发光效率高而被人们所熟知，是可以替代量子点的良好候选者。
其独特的发光机理也是大家探究的热门内容。
利用特定波长的激光漂白了不同碳化程度的碳点，探究了碳点的碳化程度与发射波长及抗光漂白稳定性的关系，为设计合成具有抗漂白稳定性能力的碳点提供了基础。
关键词 碳点；荧光光谱；ＸＰＳ光电子能谱；光漂白文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－０５９３（２０１８）１０－０２８９－０２ 收稿日期：２０１８－０４－３０，修订日期：２０１８－０７－０１ 基金项目：国家自然科学基金项目（２１５７３０８７，２１５７３０９２）及吉林省科技发展计划项目科技攻关计划（２０１５０２０３０１３ＧＸ）资助 作者简介：张 雪，１９９５年生，吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室硕士生 ＊通讯联系人 ｅ－ｍａｉｌ：ｘｕｗｑ＠ｊｌｕ．ｅｄｕ．ｃｎ 碳点的发光中心通常被分为碳核态、分子态、表面态、边缘态及本征态等类型。
碳核态和分子态控制发射可以理解为在碳颗粒或聚合物颗粒上连接着分子发色团起的作用。
Ｙａｎｇ等深入探究了乙二胺－柠檬酸碳点体系，低温下分子态发光的发色团占主导地位，但随碳化温度升高，碳核态的发射占据主导［１］。
光漂白指在光的照射下荧光物质所激发出来的荧光强度随着时间推移逐步减弱乃至消失的现象。
在本实验中我们以聚丙烯酸和乙二胺为前驱体，通过水热反应调控碳化温度，制备了碳化程度不同的碳点。
通过收集此系列碳点的荧光光谱，我们发现碳化程度不同的碳点具有不同的荧光发射；利用瞬态光谱对此体系进行了进一步探究，我们发现碳核态寿命占比随碳化温度升高而增加，以此证明高温制备的碳点碳核态主导其荧光发射。
红光双发射荧光碳点的制备与检测应用
红光双发射荧光碳点的制备与检测应用荧光碳点是一种新型的碳材料，具有小尺寸、可调荧光、强荧光等优点，被广泛应用于生物成像、传感、药物控释等领域。
其中，红光荧光碳点是具有重要应用前景的材料之一，与近红外光具有良好的相容性，可用于生物成像等方面。
本文将介绍一种利用荧光素为前驱体制备红光双发射荧光碳点的方法，并探讨其在生物成像中的应用。
一、实验方法1.1 碳点的制备材料：荧光素、乙二醇、硫脲、氢氧化钠、硝酸银、氢氧化钾、磷酸、甘氨酸、对氨基苯乙酸。
制备方法：1）在300 mL的三口烧瓶中加入5 g荧光素和100 mL乙二醇，浸泡过夜。
2）加入5 g硫脲，搅拌均匀。
3）在25 mL的镍刻蚀钵中，将0.5 g硝酸银和1.5 g氢氧化钾加入50 mL水中，搅拌溶解。
4）将步骤3的溶液滴加入装有荧光素-硫脲-乙二醇混合物的烧瓶中，加入1 mL氢氧化钠溶液。
5）在烧瓶中持续搅拌反应2 h。
6）将反应产物用离心机离心3次，每次离心10 min，离心速度为12000 r/min。
7）将沉淀用去离子水洗涤3次，每次50 mL。
8）将洗涤后的产物用真空干燥箱干燥至常温下。
9）在150 mL锥形瓶中加入5 mL去离子水和10 mg碳点，搅拌均匀。
10）加入0.5 mL甘氨酸-对氨基苯乙酸混合物，在室温下搅拌反应30 min。
11）过滤并用去离子水洗涤3次。
采用紫外可见吸收光谱和荧光光谱对制备的红光双发射荧光碳点进行表征。
紫外可见吸收光谱的扫描波长范围为200~800 nm，荧光光谱的激发波长为325 nm，扫描波长范围为350~800 nm。
二、结果与分析本实验通过对荧光素为前驱体制备了红光双发射荧光碳点。
荧光素相比其他前驱体更加简单易得，从而降低了碳点的制备成本。
本实验中采用硫脲作为还原剂，制备出的红光双发射荧光碳点光学性能良好，荧光峰位于600~800 nm range，具有双发射特性。
2.2 碳点的表征图1为本实验制备的红光双发射荧光碳点的光学性能表征结果。
《多荧光发射中心白光碳点的制备及其荧光机理研究》
《多荧光发射中心白光碳点的制备及其荧光机理研究》篇一一、引言近年来，随着科技的发展，白光碳点因其独特的光学性质和潜在的应用价值，逐渐成为材料科学和光电子学领域的研究热点。
白光碳点以其优良的化学稳定性、高量子产率、低毒性以及可调谐的荧光特性，在生物成像、光电器件、照明显示等领域具有广泛的应用前景。
本文旨在探讨多荧光发射中心白光碳点的制备方法，并对其荧光机理进行深入研究。
二、多荧光发射中心白光碳点的制备（一）材料与试剂制备多荧光发射中心白光碳点所需的主要材料包括有机小分子、表面活性剂等。
实验过程中使用的试剂均为分析纯，实验用水为去离子水。
（二）制备方法多荧光发射中心白光碳点的制备主要采用高温热解法。
首先，将有机小分子与表面活性剂混合，在惰性气氛下进行高温热解。
随后，通过酸洗和纯化等步骤，得到纯净的碳点。
最后，对碳点进行表面修饰，以提高其荧光性能和稳定性。
三、荧光机理研究（一）光谱分析利用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱等手段，对多荧光发射中心白光碳点的光学性质进行表征。
通过分析光谱数据，可以了解碳点的激发能级、发射能级以及能级间的跃迁过程。
（二）量子产率测定通过比较法测定碳点的量子产率，了解其荧光性能。
量子产率的高低直接反映了碳点荧光强度的强弱。
（三）荧光机理探讨结合光谱分析和量子产率测定结果，对多荧光发射中心白光碳点的荧光机理进行探讨。
研究表明，碳点的荧光主要来源于其内部的电子跃迁过程。
在受到激发光照射时，碳点内部的电子从低能级跃迁至高能级，随后通过辐射跃迁回到低能级，释放出荧光。
由于碳点内部存在多个能级，因此可以产生多个发射峰，从而实现白光发射。
四、实验结果与讨论（一）制备结果通过高温热解法成功制备出多荧光发射中心白光碳点。
通过对碳点进行表征，发现其具有较好的单分散性和良好的荧光性能。
（二）荧光性质分析对制备得到的白光碳点进行光谱分析，发现其具有多个激发峰和发射峰。
通过调整制备条件，可以调节碳点的能级结构和荧光性质，从而实现不同颜色的白光发射。
红色荧光碳点的制备与发光性能研究
图4
碳点的光学稳定性
47
2.3 制备条件对荧光强度的影响
在溶剂热反应的过程中，如果反应温度过高，反应
原料对苯二胺会发生失水而碳化，因此合成温度是对苯
二胺合成红色碳点的关键因素。将 0.25 g 对苯二胺加
入到 25 mL 无水乙醇中，分别在 140℃、160℃、180℃、
200℃、220℃下反应 12 h 制备得到红色荧光碳点溶液。
碳点的荧光照片(a)；碳点的红外谱图(b)
2.2 碳点的发光性能
从图 3（a）可以明显地看出，该碳点的激发峰分别位
于 280 nm、365 nm 和 484 nm。当激发波长从 260 nm 调
节至 300 nm 的过程中，发现碳点的荧光强度呈现先上
升后下降的趋势；如图 3（b）所示，其中，当激发波长为
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汪亦凡，等：红色荧光碳点的制备与发光性能研究
的红色荧光；紫外可见光谱在 239 nm 和 281 nm 有两个
特征吸收峰，分别归属于芳香环的 C=C 以及 C=N 的π–
π*跃迁[9-11]。从图 2（b）可以看出，在傅里叶变换红外光
谱中，在 3 406 cm-1 处的吸收带可归属于 N-H 的伸缩振
动；1 639 cm-1、1 515 cm-1 和 1 320 cm-1 处的尖峰分别归
属于 C=N、C=C 和 C-N=的伸缩振动；818 cm-1 处的峰对
应于苯环的平面弯曲[9-10,12]。
图2
碳点的紫外谱图(红色线)和荧光发射谱图(黑色线)，插图为
如图 5（a），五种反应温度得到的荧光碳点溶液的最大发
墨烯之后最受关注的碳纳米材料之一，具有良好的发光
纳米标记材料荧光碳点的制备探析
纳米标记材料荧光碳点的制备探析纳米标记材料荧光碳点的制备探析内容简介:近年来，半导体荧光量子点因其优良的光电性能在生物、医学及光电器件等领域得到了广泛应用. 但是用于生物和医学领域最成熟的量子点，大多是含重金属镉的CdTe，CdSe 和CdS 等量子点，限制了其在生物医学领域的应用. 因此，降低和消除荧论文格式论文范文毕业论文近年来，半导体荧光量子点因其优良的光电性能在生物、医学及光电器件等领域得到了广泛应用. 但是用于生物和医学领域最成熟的量子点，大多是含重金属镉的CdTe，CdSe 和CdS 等量子点，限制了其在生物医学领域的应用. 因此，降低和消除荧光量子点的毒性，一直是研究者密切关注的课题. 直到201X 年，Sun 等用激光消融碳靶物，经过一系列酸化及表面钝化处理，得到了发光性能较好的荧光碳纳米粒子碳量子点. 作为新型荧光碳纳米材料，碳量子点不仅具有优良的光学性能与小尺寸特性，还具有很好的生物相容性、水溶性好、廉价及很低的细胞毒性，是替代传统重金属量子点的良好选择. 水溶性碳量子点因其表面具有大量的羧基、羟基等水溶性基团，并且可以和多种有机、无机、生物分子相容而引起广泛关注，这些性质决定了碳量子点在生物成像与生物探针领域有更大的应用前景. Zhu H和王珊珊等将PEG - 200 和糖类物质的水溶液进行微波加热处理，得到了具有不同荧光性能的碳量子点，虽然利用微波合成碳量子点可以合成修饰一步实现，但是与水热法相比荧光量子的产率并没有显著地提高. 目前，该领域的科研工作主要集中在3 个方面: 碳量子点形成与其性能的机理特别是光致发光机理、如何简单快速的制备出性能优异的碳量子点以及碳量子点如何成功高效地应用于实际之中. 采用单因素法分析影响荧光碳量子点合成的几种因素，寻求高性能荧光碳量子点的最佳合成条件，并比较微波法和水热法合成荧光碳量子点的优劣，为制备出高性能荧光纳米标记材料性能提供一定的实验依据和科学方法. 1 实验部分1. 1 试剂与仪器葡萄糖、聚乙二醇、硫代乙醇酸、CS、牛血清蛋白购自武汉凌飞生物科技公司) ; 盐酸; 十二水合磷酸氢二钠; 二水合磷酸二氢钠; 氢氧化钠. 荧光分光光度计; 紫外- 可见吸收光谱仪; 纯水仪; 台式电热恒温干燥箱; 傅立叶红外变换光谱仪; 透射电子显微镜; 微波反应器; 电子天平有限公司) ; 电动搅拌器; 智能恒温电热套; 数显恒温水浴锅; 紫外灯. 所有光谱分析均在室温下进行. 实验中所用水为电阻率大于18 Mm 的高纯水. 紫外- 可见吸光光度计设置为: 夹缝2 nm，扫描速度600 nmmin，扫描范围200 , 600 nm; 荧光分光光度计设置为: 激发波长为350 nm，扫描范围为350 , 650 nm，扫描速度600 nmmin. 激发夹缝: 10 nm，发射夹缝: 15 nm.1. 2 碳量子点的制备影响碳量子点荧光性能的因素较多，其主要因素有反应物摩尔比、反应温度和反应时间. 为更好的控制实验条件，提高碳量子点的性能，采用了三因素三水平的正交实验方法. 该方法以较少的实验次数完成多条件下最优选择. 选择碳源为葡萄糖，表面修饰剂为PEG，温度分别选择为150 ?，160 ?和180 ?，时间分别选择为1. 5 min，5 min 和3. 5 min，PEG 与葡萄糖的摩尔比分别选择为4，5和6. 此外在确定最佳条件时，除了考虑碳量子点的荧光强度之外，还要综合考虑实验条件、产物的毒性和生物相容性等因素.称取葡萄糖2 g，将其溶解到3 mL 水中，与不同体积的聚乙二醇混合，得到澄清溶液，然后放在微波反应器或电热恒温水浴锅中，设定一定温度和反应时间，微波辐射或水浴加热，得到不同棕红色的溶液，即碳量子点原液; 再将碳量子点原液于不同转速下离心分离纯化，测定比较其光学性能，最后选定在6000 r min 转速下离心分离纯化，取上层清液，稀释不同倍数用于表征.1. 3 碳量子点的表征分析将上述得到的碳量子点稀释不同倍数后，分别用U - 3010 型紫外- 可见吸收光谱仪和LS55 型荧光分光光度计测试制得的碳量子点的光致发光性能. 紫外可见吸收光谱测定: 将制备好的碳量子点稀释若干倍，先进行紫外扫描确定其吸收峰位置. 以碳量子点的紫外吸收峰波长为激发波长，激发和发射狭缝均为5. 0 nm，PMT 电压设置为700 V，激发波长是290 , 350 nm 进行多次荧光发射光谱扫描，确定激发波长为350 nm 时，其荧光发射峰位置为435 nm 左右，碳量子点的荧光谱峰更好. 荧光光谱测定: 取5 mL 左右的待测碳量子点溶液于荧光比色皿中，在室温下用LS55 型荧光光谱仪检测其荧光，激发波长为350 nm，激发和发射狭缝宽度均为5 nm，扫描波长范围300 , 650 nm，扫描速度1 200 nmmin.透射电子显微镜观察碳量子点样品的微观形态和尺寸; 将得到碳量子点原液等体积与无水乙醇混匀后滴在KBr 压片上后放到台式电热恒温干燥箱中干燥直到变干，然后放于傅立叶红外变换光谱仪中得到红外谱图. 2 结果与讨论1 微波合成碳量子点的因素分析本实验选择反应物摩尔比、反应温度和反应时间3 种影响因素，每种因素选择3 种不同的水平，即三因素三水平正交实验方法安排试验，探讨微波法制备碳量子点时对其荧光强度的影响因素，找到最优的合成条件. 根据三因素三水平的条件，选择正交表34 型. 碳量子点合成中，不同影响因素在不同水平下的趋势变化,在同一因素下，随着水平的变化，实验指标也发生变化，根据图中趋势，可以得到微波合成碳量子点的最优条件是: PEG 与葡萄糖摩尔比为6，反应温度为180 ?，反应时间为5 min，在此条件下合成的碳量子的荧光强度最好.从趋势图还可看出，微波辅助反应时间并不是越长越好，但反应时间小于3. 5 min 时，碳量子点的的荧光强度有随反应时间减少而提高的趋势. 由以上正交实验的直观分析得到了优化条件，然后在该条件下微波合成了荧光碳量子点,优化条件下制备的碳量子点与实验组中最好的第9 号实验条件下制备的碳量子点的荧光发射光谱.在其他条件相同的情况下，优化合成的碳量子点的荧光强度为234，远远大于第9 号实验组的碳量子点的荧光强度153. 17. 改变前驱溶液pH 值，对实验结果进行分析处理，随着溶液pH 值的增加，碳量子点的荧光强度先减小再增加. 在前驱体为碱性条件即pH = 9 时，所得碳量子点荧光强度最大，在酸性条件pH = 3 时次之，在中性条件pH = 7 时最小. 其原因可能是在葡萄糖-PEG 体系中，制备出来的碳量子点表面含有丰富的羟基和羧基官能团，在酸性条件下，由于碳量子点表面大量羟基与H + 形成大量氢键，导致体系较为稳定，碳量子点能较好的分散，所以发出较好的荧光; 而在碱性条件下，碳量子点表面的羧基与OH - 的相互作用致使体系较为稳定，碳量子点也能很好的分散; 但是在中性条件下，生成的碳量子点由于高的表面能而发生团聚，致使粒子粒径增加，粒径分布变宽.2 微波法与水热法的比较在上述相同的优化条件下，分别采用微波法和水热法2 种方法合成碳量子点，并对其光学性能进行初步比较.1 碳量子点的紫外可见吸收光谱2 种方式得到的碳量子点的紫外可见吸收光谱图,两者的吸收峰位置都是在280 nm 左右，吸收峰位置并没有随着加热方式的变化而变化，这说明2 种加热方式形成碳量子点的机制可能是一致的. 此外，在同等合成条件下，微波法制备的碳量子点的紫外可见吸收光谱强度小于水热法的吸收峰强度.2 碳量子点的荧光发射光谱将微波优化合成得到的一组碳量子点稀释后，依次增大激发波长，观察其荧光发射波长变化. 微波合成碳量子点在不同激发波长下的荧光发射光谱,随着激发波长的增大，荧光发射峰位置发生红移，荧光强度也先增大后减小，其中，激发波长为350 nm 时，碳量子点的荧光发射强度最大. 因此，选择350 nm 作为本实验中碳量子点的激发波长.3 碳量子点的荧光机理探讨碳量子点的荧光性能主要来源于2 种不同类型的发射，一种是其表面能的陷阱发射，另一种是其内在的状态发射，即电子和空穴的重新结合产生的发射，也就是通常所说的量子点的量子尺寸效应所导致的碳量子点的TEM 图射. 在中，一方面葡萄糖的高温热解生成的碳量子点，其表面能陷阱发射产生荧光; 另一方面，PEG 可以作为碳量子点的表面钝化剂. 而在本研究中，前驱体是葡萄糖和PEG的混合物，因此，PEG 在此合成体系中，一方面发挥了稳定剂的作用，另一方面也发挥了表面修饰剂的作用，PEG 含有大量的羟基等基团，在碱性条件下，羟基等官能团引入碳量子点表面，抑制了碳量子点的缺陷状态发射，使得能够产生荧光的电子和空穴的辐射结合更加便利，即内在的本征态发射更加容易，进而提高了碳量子点的荧光强度.4 碳量子点的TEM 从中可以看出，碳量子点与半导体量子点类似，外貌呈圆球形，分散性较好，尺寸分布较均匀，平均粒径在5 , 8 nm 左右，表明在葡萄糖热解制备碳量子点的过程中，聚乙二醇作为分散剂和表面修饰剂起到了比较好的作用，能有效防止碳量子点团聚.5 碳量子点的红外光谱不同方法制备的碳量子点的红外光谱在相同的优化条件下，微波法和水热法。
碳点 荧光光谱
碳点荧光光谱
碳点（carbon dots）是一种由碳元素构成的纳米颗粒，大小通
常在1-10纳米之间。
由于其特殊的光电性质，碳点被广泛应
用于生物医学成像、荧光探针、荧光传感器、光电子器件等领域。
碳点具有优异的荧光性能，可以发射多种颜色的荧光，并且具有高荧光强度、长寿命和较小的波长变化范围等特点。
荧光光谱是用来研究碳点的荧光性质的一种方法。
通过测量和分析碳点在不同波长下的吸收和发射光谱，可以了解其荧光发射峰的位置、荧光强度、荧光寿命、荧光量子产率等信息。
荧光光谱可以帮助研究人员了解碳点的能带结构、表面官能团、荧光机理等方面的信息。
通过调控碳点的合成方法、表面官能团和表面态等因素，可以实现对碳点荧光光谱的调控。
这使得碳点在不同应用领域具有广泛的应用潜力，比如用作生物标记物，疾病诊断，生物成像，光电子器件等。
碳量子点的激发波长和发射波长
碳量子点的激发波长和发射波长
根据研究成果，碳量子点是一种具有特殊光学性质的纳米材料，其激发波长和发射波长的特性可实现多种应用。
以下是一份描述碳量子点激发波长和发射波长的简要说明：
激发波长：研究发现，碳量子点在吸收外界能量时，能够产生一定波长范围内的激发光。
这一激发波长通常介于300到550纳米之间，并能根据碳量子点的大小和结构差异而有所变化。
相较于其他荧光材料，碳量子点的激发波长相对较低，使其在生物成像和光电传感等领域展现出潜在应用前景。
发射波长：经过激发后，碳量子点能够以一定波长范围内的光线进行重新发射。
这一发射波长的范围也取决于碳量子点的特性，通常位于400到800纳米之间。
碳量子点的发射波长具有可调谐性，并可通过调整碳量子点的大小、形态等方法进行控制，这为其在生物成像、光电子器件等应用领域提供了广泛的应用潜力。
碳量子点的激发波长和发射波长具有多样化的特性，其光学性质的调控为其在生物医学、能源、光电子学等领域的应用提供了新的可能性。
5荧光碳点的合成与应用
聚合物钝化FCDS对细胞毒性的研究
CD2(CD-PEG1500N) CD3(CD-PEI-PEG-PEI) CD4(CD-4arm PEG)
水合热法合成水溶性碳点
荧光碳点的合成原理
碳点的结构示意图
intensity
碳点的荧光性质
EX=350nm
7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000
荧光碳点FCDS的合成及其应用
汇报人：李乾华
FCDS的荧光猝灭对DNA的检测
亚甲基蓝
浓酸氧化法制备FCDS对铜离子的 定量检测DS荧光示意图
I0是未加猝灭剂的 碳点的荧光强度
I是加了猝灭的 碳点的荧光度
FCDS与 CdTe 量子点的细胞毒性对比
0 350 400 450 500 550 600 650 700 750
wavelength/nm
条件： 水：乙二醇=1：1 葡萄糖0.5g 180℃ 4h 荧光碳点稀释10倍的荧光发射光谱图
intensity
EM=450
5000
4000
3000
2000
1000
0 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440
0
400
500
600
700
wavelength (nm)
添加PAMAM之后的荧光发射光谱图
工作计划
▪ 对合成PAMAM-FCDS的条件进一步优化。 ▪ 通过TEM,IR,FL,UV等表征手段对新合成的
PAMAM-FCDS进行表征。 ▪ 将PAMAM-FCDS负载在石墨烯上，进一步对
FCDS钝化，提高FCDS的生物相容性。
wavelength/nm
520nm激发红光碳点
激发520nm波长的绿光可以用于激发含有红色或近红外色素的碳点（carbon dots），并引发它们发射红光。
碳点是一种纳米级别的碳基材料，它们可以在不同波长范围内发射荧光，取决于它们的化学结构和表面功能化。
在适当的条件下，一些碳点可以在520nm 的绿光激发下发射红色光，这通常是由于它们的表面修饰或功能化使其发生荧光改变的结果。
这种现象可以应用于生物标记、生物成像、荧光传感器等领域。
例如，通过将激发520nm 波长的激光或光源照射到含有这种类型碳点的样品上，可以激发碳点发射红色或近红外光，用于荧光显微镜观察或检测目标物质的存在。
需要注意的是，不同类型的碳点可能对激发光的波长和光谱响应有不同的要求，因此具体的实验条件和材料设计可能会因应用而异。
在使用碳点进行荧光标记或传感应用时，通常需要进行详细的实验研究和优化，以获得最佳的性能。
此外，还需要确保实验过程的安全性和符合相关的实验室规定。
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碳点荧光激发发射光谱
碳点是一种新型的荧光材料，具有优异的发光性质。
其发射光谱主要由两部分组成，即激发光谱和发射光谱。
激发光谱是指在碳点受到外界能量激发后所发出的光的波长分布。
碳点能够吸收可见光及紫外光区域的能量，并将其转化为荧光发射。
因此，碳点的激发光谱一般包括紫外光和可见光区域的波长范围。
发射光谱是指碳点在受到激发后所发出的荧光光的波长分布。
不同种类的碳点具有不同的发射光谱特征，其发射峰位可以在可见光区域（400-700 nm）或近红外区域（700-1000 nm）。
碳点荧光激发发射光谱的特点包括：
1. 单峰或多峰结构：发射光谱在特定的波长范围内呈现出单个或多个峰值，对应不同的激发能量。
2. 窄带宽：发射光谱的带宽通常较窄，表明碳点能够产生纯净的荧光光。
3. 较长的发射寿命：碳点的发射寿命较长，可达到微秒级别，表明其具有较低的光强衰减率和较高的光稳定性。
4. 可调节性：碳点的发射光谱可以通过调节碳点的形貌、尺寸以及表面官能团的类型和密度来调节，实现发光颜色的变化。
碳点荧光激发发射光谱的研究对于了解其发光机制、优化其光学性质以及在生物传感、显示器件等领域的应用具有重要意义。