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具有细胞器定位及pH响应的功能碳点的合成及应用研究

杨丽  
【摘要】:碳量子点(Carbon Quantum Dot,CDs)作为一种新型的荧光纳米材料(小于10nm),近年来在生物传感、催化和医学等领域得到广泛的关注。制备碳点的原料不同所得碳点的性质也存在一定的差异,为了探究前驱体与所得碳点的关系,我们分别设计合成了两种类型的CDs:1)分别以四种类型的具有亚细胞器定位功能的有机分子荧光染料为制备碳点的原料,分别制备了四种类型的功能碳点,研究了所得碳点对亚细胞器的定位效果,探究了碳点性质与前驱体分子特性存在显著的相关性;2)使用咖啡酸为前驱体,制备了一种对pH具有特异性响应的功能CDs,通过荧光成像实现了细胞及活体中pH的可视化检测。本论文工作主要包括以下内容:1、利用对亚细胞器具有靶向识别功能的有机荧光染料为碳源,通过水热合成一步法制备了四种功能碳点,研究了所得碳点与有机荧光染料的相关性。通过荧光成像分别研究了所制备的四种CDs对细胞器的靶向性能。研究结果表明,所得荧光CDs能够分别特异性识别线粒体、溶酶体、高尔基体和细胞核,我们推测碳点继承了分子有机染料的细胞器靶向特性,并通过红外光谱、元素分析以及zeta电势等进行了验证。此外,得到的荧光CDs相对于其前驱体具有更好的生物相容性。该研究对于开发制备新型CDs具有启发和指导意义。2、利用咖啡酸为前驱体,通过水热合成一步法合成了对pH具有特异性响应的CDs。通过TEM,XPS及红外光谱等对碳点的性质进行了表征,研究了碳点的荧光对pH的荧光响应,探究了碳点的双光子性质,最后将其应用于细胞及活体中pH荧光检测,实现了细胞及活体中pH的可视化检测。


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