發(fā)布時間：2020-11-19 05:45

　　 目的:碳點作為新型的碳納米材料,其優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)、低毒性和良好的生物相容性,使其在生物領(lǐng)域中有好的應(yīng)用前景。熒光量子產(chǎn)率低會影響碳點的光學(xué)性質(zhì),而短波長的碳點在生物成像中的應(yīng)用受到限制,為拓寬碳點的應(yīng)用范圍,制備高熒光量子產(chǎn)率和長波長發(fā)光碳點在生物應(yīng)用領(lǐng)域是非常有意義的。本論文工作如下:1.以L-酒石酸和三亞乙基四胺為原料,采用微波法合成了高熒光量子產(chǎn)率(23%)發(fā)藍(lán)色熒光的氮摻雜碳點,反應(yīng)比例為摩爾比1:1。2.在第一章基礎(chǔ)上,對合成的氮摻雜的碳點進(jìn)行傳感實驗探究,并應(yīng)用于甲硝唑的檢測及細(xì)胞成像。3.以水溶性黑色素和鹽酸甜菜堿為原料,合成了熒光量子產(chǎn)率為6.5%發(fā)紅色熒光的碳點,并應(yīng)用于細(xì)胞成像、斑馬魚成像和抗菌研究中。方法:1.采用一步微波法,以L-酒石酸和三亞乙基四胺為原料,通過對反應(yīng)條件的探究,合成了高熒光產(chǎn)率的氮摻雜發(fā)光碳點(N-CDs)。對合成的N-CDs的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能進(jìn)行測定:透射電子顯微鏡表征其形貌和粒徑,X射線衍射圖和傅里葉變換紅外光譜表征其表面所含官能團;紫外-可見吸收光譜和熒光光譜探究光學(xué)性質(zhì)。2.合成的N-CDs通過與不同物質(zhì)作用,研究不同物質(zhì)對N-CDs熒光性質(zhì)的影響。采用MTT法研究N-CDs對人乳腺癌胞(MCF-7)的細(xì)胞毒性,采用激光共聚焦進(jìn)行N-CDs在細(xì)胞中的成像實驗。3.采用一步水熱法,以水溶性黑色素和鹽酸甜菜堿為原料,通過對反應(yīng)條件的探究,合成發(fā)紅色熒光的碳點(R-CDs)。通過透射電鏡,傅里葉變換紅外光譜、X射線衍射圖和X射線光電子能譜分析表征合成的R-CDs的結(jié)構(gòu)及組成,運用紫外-可見吸收光譜和熒光光譜測定R-CDs的光學(xué)性質(zhì)。通過對合成的R-CDs與三種常見細(xì)菌的相互作用,研究R-CDs的抗菌效果。結(jié)論:1.對合成的N-CDs的結(jié)構(gòu)表征顯示N-CDs呈準(zhǔn)球形,粒徑范圍為1-5 nm,平均粒徑約為2.56 nm,表面含有羥基、羧基以及氨基等水溶性基團。測定不同因素對合成的N-CDs光學(xué)性能的影響實驗表明合成的N-CDs的光學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。綜上所述,合成的N-CDs具有良好的水溶性、高熒光量子產(chǎn)率(23%)和優(yōu)異的光穩(wěn)定性。2.合成的N-CDs對甲硝唑的響應(yīng)靈敏度高,通過熒光猝滅可有效的檢測藥物甲硝唑,經(jīng)計算得出其檢出限為0.22μmol/L,并成功的應(yīng)用到實際樣品(牛奶)中甲硝唑的檢測,。MTT法測定結(jié)果顯示N-CDs的細(xì)胞毒性低并應(yīng)用到了細(xì)胞成像,最后通過熒光猝滅現(xiàn)象在細(xì)胞中可以檢測到甲硝唑的存在。3.合成的R-CDs的結(jié)構(gòu)表征其呈準(zhǔn)球形,粒徑大小主要集中在4-5 nm,平均粒徑約為4.32 nm,表面含有羥基和羧基等基團。對合成的R-CDs光學(xué)性能的測定實驗表明其具有良好的光學(xué)穩(wěn)定性。運用激光共聚焦測定分別研究了R-CDs在人乳腺癌胞(MCF-7)和斑馬魚活體中的成像,效果明顯。最后測定了R-CDs對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和變形菌生長抑制實驗,結(jié)果表明R-CDs對大腸桿菌有效的殺傷能力最強。綜上所述,合成的R-CDs具有優(yōu)良的光學(xué)性能、低的細(xì)胞毒性和良好的生物相容性,能夠很好的應(yīng)用到生物成像中,而且對大腸桿菌表現(xiàn)出較強的抑菌效果。結(jié)論:本論文通過對合成條件的優(yōu)化簡單快速的合成了兩種碳點(N-CDs和R-CDs),且合成的碳點具有優(yōu)異的的光致發(fā)光性質(zhì),低毒性和良好的生物相容性。N-CDs能夠靈敏檢測小分子藥物甲硝唑,分別應(yīng)用到實際樣品中甲硝唑的檢測和細(xì)胞中檢測藥物甲硝唑,效果滿意。R-CDs能夠在650 nm處發(fā)射強的熒光,應(yīng)用到了細(xì)胞和活體成像中,效果顯著,抗菌實驗表明R-CDs對抑制對大腸桿菌和變形桿菌具有有效的抗菌活性的抗菌活性。
【學(xué)位單位】：山西醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：R318.08;TB383.1;O613.71
【部分圖文】：

圖 1-1 不同反應(yīng)時間（A）和反應(yīng)比例（B）下合成 N-CDs 的熒光光譜點的結(jié)構(gòu)表征碳點的形貌表征過 TEM 對合成的 N-CDs 的分布與形貌進(jìn)行表征，如圖 1-2（A）所示到 N-CDs 的形態(tài)呈球形或準(zhǔn)球形，分散性良好；圖 1-2（B）是合成的分布圖，表明合成的 N-CDs 粒徑主要集中在 1-5 nm，平均粒徑約為 2成的 N-CDs 的 XRD，結(jié)果如圖 2-2（C），XRD 圖顯示在 2θ=25°附近衍射峰，表明合成的 N-CDs 主要由無定型碳組成。

1-1 不同反應(yīng)時間（A）和反應(yīng)比例（B）下合成 N-CDs 表征表征對合成的 N-CDs 的分布與形貌進(jìn)行表征，如圖 1-2 的形態(tài)呈球形或準(zhǔn)球形，分散性良好；圖 1-2（B）表明合成的 N-CDs 粒徑主要集中在 1-5 nm，平均粒Ds 的 XRD，結(jié)果如圖 2-2（C），XRD 圖顯示在 表明合成的 N-CDs 主要由無定型碳組成。

山西醫(yī)科大學(xué) 碩士學(xué)位論文換紅外（FT-IR）光譜來分析鑒定所制備的N-C3450 cm-1有較寬的肩峰可歸因于O-H和N-H的C-H的伸縮振動；1270 cm-1和1107 cm-1處的峰伸振動；在1625 cm-1處較寬的吸收帶歸因于吸收帶歸屬于CH2的彎曲振動[23]。紅外圖譜顯基以及氨基等水溶性基團，表明合成N-CDs具
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 趙秋麗;卞潔鵬;楊慶浩;彭龍貴;王志華;后振中;李穎;;聚集誘導(dǎo)發(fā)紅光材料在生物成像領(lǐng)域的應(yīng)用[J];材料導(dǎo)報;2019年03期

2 董夏薇;王雪梅;;貴金屬納米材料用于生物成像研究進(jìn)展[J];科技導(dǎo)報;2016年02期

3 李亞麗;郭靖;宋娟;樸向民;徐曉龍;王英平;;熒光碳點探針的合成、性質(zhì)及其在生物成像中的應(yīng)用[J];影像科學(xué)與光化學(xué);2019年01期

4 周佳;倪赟;張承武;仇興漢;趙燕菲;白磊;張高賓;李林;;嘧啶基雙光子熒光染料的設(shè)計合成與生物成像[J];應(yīng)用化學(xué);2017年12期

5 ;重點專項“大視場生物成像分析儀”啟動[J];分析儀器;2017年06期

6 ;中國科學(xué)院生物物理研究所生物成像中心簡介[J];現(xiàn)代物理知識;2017年03期

7 姜杰;李士浩;嚴(yán)一楠;何丹農(nóng);;氮摻雜高量子產(chǎn)率熒光碳點的制備及其體外生物成像研究[J];發(fā)光學(xué)報;2017年12期

8 劉玲芳;龍偉;劉昌龍;張曉東;;雙金屬ZnAu納米團簇的光學(xué)性質(zhì)及生物成像應(yīng)用[J];光電子·激光;2018年09期

9 江美娟;郭子健;唐本忠;;聚集誘導(dǎo)發(fā)光材料在生物成像、疾病診斷及治療的應(yīng)用[J];科技導(dǎo)報;2018年22期

10 ;有機雙光子熒光染料在生物成像中的應(yīng)用取得新進(jìn)展[J];河南化工;2017年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 高權(quán)坤;新型釕配合物磷光探針合成及其生物成像應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2017年

2 苗湘;碳點的光學(xué)調(diào)控及其應(yīng)用研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所);2018年

3 李卉;用于生物成像的多功能納米材料的制備與性質(zhì)研究[D];吉林大學(xué);2013年

4 詹求強;幾種基于高信噪比探測技術(shù)的光學(xué)生物成像方法的研究[D];浙江大學(xué);2012年

5 譚軼群;基于苯并噻唑和三聯(lián)吡啶熒光探針的設(shè)計合成及功能研究[D];浙江大學(xué);2014年

6 汪亞倫;幾種納米顆粒的光學(xué)性質(zhì)研究及其在生物成像中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2015年

7 胡思怡;基于微流控技術(shù)的功能型量子點的合成及應(yīng)用[D];長春理工大學(xué);2015年

8 沈麗明;碳點的合成、性能及其生物傳感應(yīng)用研究[D];東北大學(xué);2015年

9 黃盛;功能納米材料的表面修飾及其在生物成像與藥物運輸中的應(yīng)用[D];北京化工大學(xué);2015年

10 陳華;新型有機小分子熒光染料的構(gòu)建及其生物應(yīng)用研究[D];湖南大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張榮;新型熒光碳點的制備及其在傳感、生物成像和抗菌中的應(yīng)用[D];山西醫(yī)科大學(xué);2019年

2 李詩武;聚集誘導(dǎo)發(fā)光探針的制備、構(gòu)效關(guān)系研究及在生物成像和檢測中的應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2018年

3 吳思聰;熒光硅納米顆粒的仿生制備、自組裝及其生物成像的應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2017年

4 王彩霞;熒光染料的功能調(diào)控及其生物成像應(yīng)用[D];河南師范大學(xué);2018年

5 劉順強;9,10-二苯乙烯基蒽衍生物的合成及熒光生物成像研究[D];東北師范大學(xué);2018年

6 孟佳佳;水溶性NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)@NaGdF_4顆粒的合成與光譜及生物成像應(yīng)用研究[D];陜西師范大學(xué);2018年

7 徐梁格;兩種二維納米功能材料的合成及其生物成像和腫瘤治療性能研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2018年

8 趙磊;稀土納米雜化材料的合成及其在生物成像和治療方面的應(yīng)用研究[D];上海大學(xué);2018年

9 謝云飛;稀土元素共摻羥基磷灰石納米粒子制備及生物成像應(yīng)用[D];武漢理工大學(xué);2016年

10 陳紅;基于活細(xì)胞中腫瘤標(biāo)記物的生物成像研究[D];湖南大學(xué);2017年

本文編號：2889787