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摘要：利用水热法，以丙氨酸为单一碳源合成高产率（46.2％）的碳掺杂量子点荧光探针（N-CQDs），其中乙二胺作为表面钝化剂。所得到的生物相容的N-CQDs能同时有效地标记到MCF-7细胞膜和细胞核上，标志着它在生物标记和生物成像的潜在应用。此外，加入的二氢烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）可以显著猝灭N-CQDs的荧光。因此，我们建立了一个新的方法来检测NADH并对其检测机理进行了探讨。我们所设计的荧光传感器测定NADH的性能与线性范围可达80μM和同时检测极限可以低到25.1nm。26965
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关键词：碳掺杂量子点、NADH的检测、乙二胺、荧光、猝灭
毕业设计说明书(毕业论文)外文摘要
Title: Ethylenediamine-Assisted Hydrothermal Synthesis of Nitrogen-Doped Carbon Quantum Dots as Fluorescent Probes for Sensitive Biosensing and Bioimaging
Abstract:
In this work, nitrogen-doped carbon quantum dots (N-CQDs) with high fluorescence quantum yield (46.2%) were successfully synthesized through one-pot hydrothermal carbonization approach assisted by ethylenediamine, wherein alanine was used as a single carbon source, ethylenediamine as the surface passivation agent. The obtained biocompatible N-CQDs could effectively label both the MCF-7 cell membranes and the nucleus, suggesting the potential application in biolabeling and bioimaging. Furthermore, the addition of dihydronicotinamide adenine dinucleotide (NADH) could dramatically quench the fluorescence of N-CQDs. Therefore, a novel protocol for NADH determination was established and its mechanism was discussed. This proposed fluorescence sensor displayed an enhanced performance for NADH determination with the linear range up to 80 μM and the detection limit down to 25.1 nM.
Keywords: N-CQDs, NADH determination, ethylenediamine, fluorescence, quench
目 录
中文摘要 I
Abstract II
第一章 绪论 01
1.1简介 01
第二章 实验部分 02
2.1药品和材料 02
2.2 N-CQDs的制备 .02
2.3表征 02
2.4量子产率的测量 03
2.5 N-CQDs的毒性测试 03
2.6细胞成像 04
2.7 NADH的检测 04
第三章 结果与讨论 04
3.1 N-CQDs的尺寸和结构表征 04
3.2 发光特性 06
3.3 将N-CQDs引入细胞所带来的毒性 08
3.4 细胞成像 09
3.5 NADH的检测 10
第四章 结论 12
致谢 14
参考文献 16
第一章 绪论
1.1简介
近年来，碳量子点（CQDs）作为新型的碳类纳米材料，类似于碳纳米管[1]，富勒烯[2]和石墨烯[3]，已经在荧光传感器[4-10]，生物成像[11-15]，药物输送[16,17]，光催化[18,19]和LED器件[20,21]等方面引起了巨大的关注。同时，因为人们在纯化的单壁碳纳米管中的偶然发现，包括电弧放电[22]，激光烧蚀[12,23]，酸性氧化[24-27]，电化学合成[13,19,28]，微波合成[29-31]，超声处理[32,33]和热液碳化[11,34-36]，现在都已经被开发了出来用来合成CQDs。
不幸的是，通过上述方法合成CQDs通常需要准备参非常昂贵的原料，同时还有复杂的流程或量子产率（QY）十分低。因此，我们非常有必要制定一个简单的和具有成本效益的CQDs合成方法。由于氮可以提供CQDs一种新型表面状态，以提高荧光强度[34,36]，所以人们已经着重致力于合成掺氮碳量子点（N- CQDs）。例如，氨基酸[29,37]或蛋白质[11]被选定为理想的合成N-CQDs的原材料由于其丰富的组成，十分廉价并且具有生物相容性。另一方面，为了极大地改善了所合成CQDs的量子和生物相容性，合成CQDs的后处理步骤最近已经被人们研究报道[12-15,30]。但是，在后处理步骤中，如表面钝化方案涉及聚乙二醇（PEG）[14,15]或聚乙烯亚胺（PEI）[30]的方法，既费时又费力。所以小有机化合物（乙二胺或其他同系物）是否会是一个有前途的替代品是值得我们商榷的。