碳点的制备及在荧光分析中的应用

DOI：１０．１１９７３／lh jy-hx２０１６０８０２７?碳点的制备及在荧光分析中的应用

郭?颖，李午戊，刘?洋，杨连利

（咸阳师范学院化学与化工学院，咸阳７１２０００）

摘?要：综述了碳点的制备方法、碳源材料以及碳点在荧光分析中的应用（包括生物成像、生物

分子检测和金属离子检测）。碳点的合成方法包括自上而下法（电弧放电法、激光消融法、电化学合

成法和酸氧化法）及自下而上法（微波法、水热法和超声法），并对碳点的发展前景进行了展望（引用

文献７９篇）。

关键词：碳点；制备；荧光分析；应用

中图分类号：Ｏ６５７．３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００１-４０２０（２０１６）０８-０９８６-０７

Pre p aration of Carbon Dots and Its A pp lication to Fluorescence Anal y sis

GUO Yin g，LI Wu-wu，LIU Yan g，YANG Lian-li

（Colle g e o f Chemistr y and ChemicalＥn g ineerin g，Xian y an gＮormal Universit y，Xian y an g７１２０００，China）

Abstract：Ａｒｅｖｉｅｗｏｎｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｏｎｄｏｔｓ，ｃａｒｂｏｎｓｏｕｒｃｅｍａｔｅｒｉａｌｓａｓｗｅｌｌａｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｏｎ

ｄｏｔｓｉｎｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓ（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｉｍａｇｉｎｇ，ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｌｅｃｕｌｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｍｅｔａｌｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）ｗａｓ

ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｏｎｄｏｔｓｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｏｆｔｏｐ-ｄｏｗｎ（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇａｒｃｄｉｓｃｈａｒｇｅ

ｍｅｔｈｏｄ，ｌａｓｅｒａｂｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｔｈｏｄａｎｄａｃｉｄｏｘｉｄａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ）ａｎｄｂｏｔｔｏｍ-ｕｐ（ｍｉｃｒｏｗａｖｅ

ｍｅｔｈｏｄ，ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｍｅｔｈｏｄａｎｄｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｍｅｔｈｏｄ）ｗｅｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｐｒｏｓｐｅｃｔｓｏｎｔｈｅｔｒｅｎｄｓｏｆｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎ

ｔｈｉｓｆｉｅｌｄｗｅｒｅａｌｓｏｇｉｖｅｎ（７９ｒｅｆ．ｃｉｔｅｄ）．

Ke y words：Ｃａｒｂｏｎｄｏｔｓ；Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ；Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓ；Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ

碳点是碳纳米家族的一种新型的荧光碳纳米材料，除了具有类似于传统的半导体量子点的优良的光学性能，还具有光稳定性好、毒性低、良好的生物相容性和环境友好性、制备碳点的反应条件温和、步骤简单、原料丰富廉价等传统量子点无可比拟的优点［１-２］。２００６年，Ｓｕｎ等［３］利用激光消融碳靶物再钝化处理的方法，首次合成出了具有荧光性能的碳纳米粒子，并将其命名为碳点。此后不断有课题组加入对碳点的研究。目前，碳点的研究重点集中在寻找简便的制备方法以及在荧光分析中的应用。碳点的合成一般分为自上而下法和自下而上法两大类。碳点所用的碳源材料种类繁多，小到实验室

收稿日期：２０１５-１２-１６

基金项目：陕西省科技研究发展计划项目（２０１４ＪＭ２０４９）；咸阳

?师范学院专项科研基金项目（１４ＸＳＹＫ０１６；１０ＸＳＹＫ３１１）作者简介：郭颖（１９７８－），女，陕西咸阳人，讲师，博士，研究方

?向为发光分析。Ｅ-ｍａｉｌ：ｇｕｏｙｉｎｇ２０７＠１２６．ｃｏｍ常用的化学试剂，大到自然界的花草树木等都可以作为碳源合成荧光碳点。最近几年关于碳点的合成及应用，在实验室和理论方面均已取得了较大的进展。利用碳点优异的荧光特性取代传统的重金属量子点已开始应用于生物成像、生物分子检测以及金属离子检测等方面。本文主要总结了碳点的合成方法、制备碳点的碳源材料以及碳点在荧光分析中的应用。

１?碳点的合成方法

碳点的合成方法一般分为自上而下法和自下而上法。自上而下法通过物理或者化学的方法将大块的碳材料由大变小，尺寸直到纳米级。自下而上法是以小尺寸的含碳有机物为碳源，通过小分子有序或者无序的组装结合由小变大，从而达到一定的尺寸来制备碳点。这两类方法制备出来的碳点都表现出优良的发光特性。

·

６８９

·