碳基量子点的制备、性能及在药物递送系统中的应用研究
发布时间：2021-07-15 12:49
碳基量子点具有良好的生物相容性、低毒副作用、高荧光强度等优势,使其在纳米医学、组织成像和精准治疗等领域应用广泛。本论文分别以柠檬酸和氧化石墨烯为原料,通过水热法制备功能化碳量子点和石墨烯量子点,对两种碳基量子点的结构、发光性能、光热效应进行研究,并用于构建多功能药物递送系统。论文主要研究内容如下:1、以柠檬酸和聚乙烯亚胺（PEI）为原料,二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂,水热法一锅合成PEI功能化氮掺杂碳量子点（PEI-N-CQDs）,并使用沉淀法分离提纯。合成的PEI-N-CQDs为sp2碳纳米核心、无定形的sp3碳和PEI亲水壳组成球形核壳结构,晶粒大小约5nm,在水溶液中显示蓝色荧光,在低浓度（0.5μg/ml）范围内依然具有强的荧光强度,其荧光发射波长对激发波长具有明显的依赖性。PEI-N-CQDs荧光性质展现明显的环境pH敏感性,在酸性环境中荧光被抑制和荧光峰发生位移,在碱性环境中荧光强度明显增强。而且,PEI-N-CQDs在有机溶剂中因不同的自组装行为表现出聚集诱导发光。2、以邻硝基苄基酯为主链光解连接点成功制备得到ABA型嵌段聚合物...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a)不同碳纳米材料发展史[19]；(b)碳基量子点类型及结构示意图
电子科技大学硕士学位论文4构由表面能阱决定。(a)(b)图1-1(a)不同碳纳米材料发展史[19]；(b)碳基量子点类型及结构示意图[20]1.2.1碳基量子点的合成碳基量子点的合成路线通常划分为“自下而上法”和“自上而下”法（图1-2）。自下而上法是通过非石墨碳源或小分子前体融合形成sp2域结构以获得量子点，具有碳源丰富和尺寸可控性强的优势。合成方法包括电化学碳化法、微波辐射合成法、水热/溶剂热法、热分解法等[21]。自上而下法是将较大碳材料切割成碳纳米粒子，前驱体包括碳棒、碳纤维、碳纳米管、石墨粉、氧化石墨烯（GO）、活性炭、炭黑、煤、烟灰[22]。所得产物一般具有广泛的尺寸分布，这种不均匀性导致激发相关的光致发光光谱。使用具有确定孔径的膜进行超滤或利用凝胶电泳可以分离不同尺寸的量子点。切割方法主要有：电弧放电、电化学和化学氧化法、激光烧蚀法。下面介绍几种常见的碳基量子点制备方法。图1-2碳基量子点“自上而下”和“自下而上”制备方法示意图[23]
第一章绪论7点的实际应用。通过表面功能化和杂原子掺杂来调控碳基量子点的性质，是解决这一问题的常见手段。将杂原子掺杂到碳纳米材料中会影响其固有特性，包括电子特性、光学特性、局部化学和表面反应性[34]，图1-3显示了掺杂元素类型对碳基QDs的PL发射光谱的影响。在众多掺杂元素中，氮掺杂是使用最广泛的掺杂剂，在合成过程中改变前驱体碳源化学组成就可轻松实现掺杂，达到调节量子点帯隙的目的。Qu等[35]发现具有一定N/C原子比例的掺杂GQDs发出蓝色荧光，而未掺杂N的GQDs表现为绿色荧光，这是由于N原子较强的电负性导致了发射谱蓝移。Choi课题组[36]在氨水环境中水热碳化柠檬酸获得了N掺杂GQDs，将未掺杂GQDs的量子产率从4.5%提升至30.7%，并对Fe3+表现出高灵敏度和高选择性。图1-3掺杂原子与碳基量子点的荧光发射谱关系[16]碳基量子点表面存在各种含氧官能团，包括羰基、羟基、羧基和环氧基，为进一步化学修饰提供了活性位点。通过共价结合、溶胶-凝胶技术、配位化学三种修饰手段，如何使用一系列有机物、聚合物、无机物、生物材料对碳基量子点进行化学修饰以调节相关性质已经取得了一些进展。强给电子或强吸电子分子对量子点电子性质有显著性影响，因为吸电子基团降低了最低未占分子轨道（LUMO），而给电子基团提高了最高占据分子轨道（HOMO）。如Zhu等[37]通过烷基胺将GQDs表面的环氧基和羧基转换为-CNHR和-CONHR，成功将绿色荧光GQDs转变为蓝色荧光GQDs。GQDs表面的这两种化学转变降低了非辐射复合从而将缺陷态发射转变为本征态发射，如图1-4所示。Zhang等[38]进一步发现利用水合肼还原GQDs，GQDs表面边缘的羧基与氨基发生酯化反应形成新的酰胺键，导致π-π*和n-π*跃迁回落发出强烈的黄色荧光，而用NaBH4替换水合肼
【参考文献】：
硕士论文
[1]光响应的可生物降解聚合物及其应用[D]. 周思瑶.电子科技大学 2017
本文编号：3285738
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
(a)不同碳纳米材料发展史[19]；(b)碳基量子点类型及结构示意图
电子科技大学硕士学位论文4构由表面能阱决定。(a)(b)图1-1(a)不同碳纳米材料发展史[19]；(b)碳基量子点类型及结构示意图[20]1.2.1碳基量子点的合成碳基量子点的合成路线通常划分为“自下而上法”和“自上而下”法（图1-2）。自下而上法是通过非石墨碳源或小分子前体融合形成sp2域结构以获得量子点，具有碳源丰富和尺寸可控性强的优势。合成方法包括电化学碳化法、微波辐射合成法、水热/溶剂热法、热分解法等[21]。自上而下法是将较大碳材料切割成碳纳米粒子，前驱体包括碳棒、碳纤维、碳纳米管、石墨粉、氧化石墨烯（GO）、活性炭、炭黑、煤、烟灰[22]。所得产物一般具有广泛的尺寸分布，这种不均匀性导致激发相关的光致发光光谱。使用具有确定孔径的膜进行超滤或利用凝胶电泳可以分离不同尺寸的量子点。切割方法主要有：电弧放电、电化学和化学氧化法、激光烧蚀法。下面介绍几种常见的碳基量子点制备方法。图1-2碳基量子点“自上而下”和“自下而上”制备方法示意图[23]
第一章绪论7点的实际应用。通过表面功能化和杂原子掺杂来调控碳基量子点的性质，是解决这一问题的常见手段。将杂原子掺杂到碳纳米材料中会影响其固有特性，包括电子特性、光学特性、局部化学和表面反应性[34]，图1-3显示了掺杂元素类型对碳基QDs的PL发射光谱的影响。在众多掺杂元素中，氮掺杂是使用最广泛的掺杂剂，在合成过程中改变前驱体碳源化学组成就可轻松实现掺杂，达到调节量子点帯隙的目的。Qu等[35]发现具有一定N/C原子比例的掺杂GQDs发出蓝色荧光，而未掺杂N的GQDs表现为绿色荧光，这是由于N原子较强的电负性导致了发射谱蓝移。Choi课题组[36]在氨水环境中水热碳化柠檬酸获得了N掺杂GQDs，将未掺杂GQDs的量子产率从4.5%提升至30.7%，并对Fe3+表现出高灵敏度和高选择性。图1-3掺杂原子与碳基量子点的荧光发射谱关系[16]碳基量子点表面存在各种含氧官能团，包括羰基、羟基、羧基和环氧基，为进一步化学修饰提供了活性位点。通过共价结合、溶胶-凝胶技术、配位化学三种修饰手段，如何使用一系列有机物、聚合物、无机物、生物材料对碳基量子点进行化学修饰以调节相关性质已经取得了一些进展。强给电子或强吸电子分子对量子点电子性质有显著性影响，因为吸电子基团降低了最低未占分子轨道（LUMO），而给电子基团提高了最高占据分子轨道（HOMO）。如Zhu等[37]通过烷基胺将GQDs表面的环氧基和羧基转换为-CNHR和-CONHR，成功将绿色荧光GQDs转变为蓝色荧光GQDs。GQDs表面的这两种化学转变降低了非辐射复合从而将缺陷态发射转变为本征态发射，如图1-4所示。Zhang等[38]进一步发现利用水合肼还原GQDs，GQDs表面边缘的羧基与氨基发生酯化反应形成新的酰胺键，导致π-π*和n-π*跃迁回落发出强烈的黄色荧光，而用NaBH4替换水合肼
【参考文献】：
硕士论文
[1]光响应的可生物降解聚合物及其应用[D]. 周思瑶.电子科技大学 2017
本文编号：3285738
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3285738.html
