纤维素水凝胶荧光碳点的制备和生物成像研究
发布时间：2021-01-24 07:02
荧光探针是生物医学研究中必不可少的一种荧光标记材料。随着纳米技术的发展,量子点荧光探针受到了越来越多的关注。目前在生物成像领域主要以半导体量子点作为荧光探针,但因有一定的生物毒性而限制了其在活体标记中的应用。而碳量子点（CDs）因其优异的生物相容性被期望用于活体标记。在CDs的制备研究中,生物质材料因其绿色环保成为碳源的首选材料。其中,最具代表性的纤维素已被用于CDs的制备。但是,目前纤维素均以粉末或短纤维的形式使用,在元素掺杂的CDs制备中存在掺杂效果不好、原料利用率不高等问题。为此,本文以纤维素水凝胶作为碳源和掺杂物质的载体,通过载带不同的化学物质成功制备出了元素掺杂的CDs,并研究了不同的载带物质对纤维素水凝胶基CDs的得率、化学结构和光学性能的影响,同时还研究了CDs的粒径对其光学性能的影响;将制备得到的CDs应用于生物成像实验,研究了CDs的细胞毒性和动物安全性,以及不同载带物质、CDs粒径以及细胞种类对CDs活细胞生物成像性能的影响,探究了本实验中所制备的CDs被用于生物活体成像的可能性和成像效果,拟为后续生物质基CDs的制备和生物应用提供参考。实验利用纤维素水凝胶作为碳源...
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CDs的制备工艺流程图
华东师范大学硕士学位论文15酸奎宁稀H2SO4溶液的折射率均为1.33），Y代表量子产率，下标u表示CDs样品；S表示硫酸奎宁。2.2.5数据统计与分析所有数据均为Mean±SD，采用SPSS19.0进行统计分析，数据之间的统计意义表示为p值或“Sig.”。本文中的t检验均为实验组之间进行比对分析，用于检测实验组间是否有差异。其中p或“Sig.”<0.05表示有显著性差异，p或“Sig.”<0.01表示差异极其显著性；用单因素方差分析比较组间差异，“Sig.”<0.05表示组间有显著性差异；采用Pearson相关系数分析描述两个变量之间的相关性。Pearson值越接近1，相关性越高。2.3实验结果与分析2.3.1CDs的得率图2-2不同的纤维素水凝胶基CDs的得率图（n=3；*p<0.05和**p<0.01；与C-CDs相比）Figure2-2Generatedyield(GY)ofthedifferentCDsthatpreparedfromcellulosehydrogelcarriedwithdifferentchemicals(n=3,*p<0.05and**p<0.01,comparedtothesampleC-CDs)
华东师范大学硕士学位论文18图2-4经不同透析袋透析后收集到的N,U-CDs的粒径分布统计图Figure2-4ThestatisticdistributionofparticlesizeofN,U-CDsthatcollectedfromdifferentdialysisprocess纤维素水凝胶制备出的CDs的粒径大小是分布在一定的尺寸范围内的，利用透析袋进行透析可以将粒径大小差不多的CDs收集在一起，将具有不同粒径的CDs颗粒分开，就如图2-3a和b所示，收集到的N,U-4（分子量<1000D）的粒径大小相差不大，与N,U-1（分子量范围为8000D-14000D）相比要校根据HRTEM照片，我们利用ImageJ软件统计了经不同规格的透析袋透析后收集到的CDs的粒径分布情况，如图2-4所示。从图中可以看到，制备出的CDs的粒径均小于10nm，并且随着透析袋截止分子量的降低，CDs的粒径分布曲线向左移动，即朝着更小更均匀的方向移动。当透析袋的截留分子量<1000D时，CDs的粒径分布在1-5nm之间，且分布峰相对平坦，分布在1-1.5nm范围内的数量较多，平均粒径为2.41±0.93nm。当收集到的CDs的分子量在1000D-3500D之间时，CDs的粒径基本呈对称的高斯分布，分布范围为1.5-6.0nm，峰值位于3-3.5nm处，平均粒径为3.24±0.64nm。
【参考文献】：
期刊论文
[1]纤维素基氮掺杂碳量子点的制备[J]. 郭延柱,刘苏珍,刘真真,王兴. 大连工业大学学报. 2018(05)
[2]碳量子点对神经细胞荧光成像及生物安全性评价[J]. 邓邦莲,陈雪峰,秦文,刘龑,孟蕾,易子安,彭超. 口腔颌面修复学杂志. 2018(04)
[3]荧光碳量子点的制备与生物医学应用研究进展[J]. 郭振振,唐玉国,孟凡渝,李力,杨大威. 中国光学. 2018(03)
[4]碳量子点的生物毒性研究进展[J]. 郑广强,吕小慧,朱小山,姚琨,蔡中华. 中国科学:化学. 2017(10)
[5]碳量子点的生物应用:成像、载药与毒性[J]. 闫鹏,艾凡荣,严喜鸾,刘东雷. 材料导报. 2017(19)
[6]以焦粉为碳源所制荧光碳量子点的表征及性能分析[J]. 周尽晖,丁玲,彭泽泽,李世迁,赵希然,方红明. 武汉科技大学学报. 2017(04)
[7]Synthesis of cell-penetrated nitrogen-doped carbon dots by hydrothermal treatment of eggplant sepals[J]. Yichen Wang,Xiue Jiang. Science China（Chemistry）. 2016(07)
[8]碳量子点的制备及其在发光二极管中的应用[J]. 马莉,裴浪,梁晓娟,向卫东. 硅酸盐学报. 2015(07)
[9]荧光碳点在脊椎类模式动物斑马鱼中的活体成像与毒理学研究[J]. 邓帅,李雨珊,段延芳,李丽,安利民,郑敏,李炳生,吴琼,孙再成. 发光学报. 2015(04)
硕士论文
[1]核电磁脉冲辐照对雄性大鼠生殖系统及其子代的影响[D]. 刘合.华东师范大学 2017
[2]核电磁脉冲辐照对大鼠肝脏和心脏组织细胞凋亡的影响[D]. 林锦文.华东师范大学 2016
[3]羧甲基壳聚糖衍生物MRI大分子造影剂的生物相容性研究[D]. 许莉.华东师范大学 2013
本文编号：2996809
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CDs的制备工艺流程图
华东师范大学硕士学位论文15酸奎宁稀H2SO4溶液的折射率均为1.33），Y代表量子产率，下标u表示CDs样品；S表示硫酸奎宁。2.2.5数据统计与分析所有数据均为Mean±SD，采用SPSS19.0进行统计分析，数据之间的统计意义表示为p值或“Sig.”。本文中的t检验均为实验组之间进行比对分析，用于检测实验组间是否有差异。其中p或“Sig.”<0.05表示有显著性差异，p或“Sig.”<0.01表示差异极其显著性；用单因素方差分析比较组间差异，“Sig.”<0.05表示组间有显著性差异；采用Pearson相关系数分析描述两个变量之间的相关性。Pearson值越接近1，相关性越高。2.3实验结果与分析2.3.1CDs的得率图2-2不同的纤维素水凝胶基CDs的得率图（n=3；*p<0.05和**p<0.01；与C-CDs相比）Figure2-2Generatedyield(GY)ofthedifferentCDsthatpreparedfromcellulosehydrogelcarriedwithdifferentchemicals(n=3,*p<0.05and**p<0.01,comparedtothesampleC-CDs)
华东师范大学硕士学位论文18图2-4经不同透析袋透析后收集到的N,U-CDs的粒径分布统计图Figure2-4ThestatisticdistributionofparticlesizeofN,U-CDsthatcollectedfromdifferentdialysisprocess纤维素水凝胶制备出的CDs的粒径大小是分布在一定的尺寸范围内的，利用透析袋进行透析可以将粒径大小差不多的CDs收集在一起，将具有不同粒径的CDs颗粒分开，就如图2-3a和b所示，收集到的N,U-4（分子量<1000D）的粒径大小相差不大，与N,U-1（分子量范围为8000D-14000D）相比要校根据HRTEM照片，我们利用ImageJ软件统计了经不同规格的透析袋透析后收集到的CDs的粒径分布情况，如图2-4所示。从图中可以看到，制备出的CDs的粒径均小于10nm，并且随着透析袋截止分子量的降低，CDs的粒径分布曲线向左移动，即朝着更小更均匀的方向移动。当透析袋的截留分子量<1000D时，CDs的粒径分布在1-5nm之间，且分布峰相对平坦，分布在1-1.5nm范围内的数量较多，平均粒径为2.41±0.93nm。当收集到的CDs的分子量在1000D-3500D之间时，CDs的粒径基本呈对称的高斯分布，分布范围为1.5-6.0nm，峰值位于3-3.5nm处，平均粒径为3.24±0.64nm。
【参考文献】：
期刊论文
[1]纤维素基氮掺杂碳量子点的制备[J]. 郭延柱,刘苏珍,刘真真,王兴. 大连工业大学学报. 2018(05)
[2]碳量子点对神经细胞荧光成像及生物安全性评价[J]. 邓邦莲,陈雪峰,秦文,刘龑,孟蕾,易子安,彭超. 口腔颌面修复学杂志. 2018(04)
[3]荧光碳量子点的制备与生物医学应用研究进展[J]. 郭振振,唐玉国,孟凡渝,李力,杨大威. 中国光学. 2018(03)
[4]碳量子点的生物毒性研究进展[J]. 郑广强,吕小慧,朱小山,姚琨,蔡中华. 中国科学:化学. 2017(10)
[5]碳量子点的生物应用:成像、载药与毒性[J]. 闫鹏,艾凡荣,严喜鸾,刘东雷. 材料导报. 2017(19)
[6]以焦粉为碳源所制荧光碳量子点的表征及性能分析[J]. 周尽晖,丁玲,彭泽泽,李世迁,赵希然,方红明. 武汉科技大学学报. 2017(04)
[7]Synthesis of cell-penetrated nitrogen-doped carbon dots by hydrothermal treatment of eggplant sepals[J]. Yichen Wang,Xiue Jiang. Science China（Chemistry）. 2016(07)
[8]碳量子点的制备及其在发光二极管中的应用[J]. 马莉,裴浪,梁晓娟,向卫东. 硅酸盐学报. 2015(07)
[9]荧光碳点在脊椎类模式动物斑马鱼中的活体成像与毒理学研究[J]. 邓帅,李雨珊,段延芳,李丽,安利民,郑敏,李炳生,吴琼,孙再成. 发光学报. 2015(04)
硕士论文
[1]核电磁脉冲辐照对雄性大鼠生殖系统及其子代的影响[D]. 刘合.华东师范大学 2017
[2]核电磁脉冲辐照对大鼠肝脏和心脏组织细胞凋亡的影响[D]. 林锦文.华东师范大学 2016
[3]羧甲基壳聚糖衍生物MRI大分子造影剂的生物相容性研究[D]. 许莉.华东师范大学 2013
本文编号：2996809
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