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目的:本文制备了两种具有不同功能的新型碳量子点,并成功应用于生物抗氧化与基因传递领域。其中,铈掺杂碳量子点(Ce-doped CDs)经过物理、化学、光学性能进行表征之后,探索了其细胞吞噬、抗氧化能力以及光热转换功能;同时,氨基化碳量子点(N-doped CDs)经初步表征后,研究了其作为基因载体在介导Cp G寡核苷酸传递的可行性,以及探讨了其在肿瘤的光热与免疫联合治疗的潜在价值。方法:1.以草酸铈为前驱物、甘氨酸为表面钝化剂,通过微波辅助水热碳化法制备铈掺杂的碳量子点(Ce-doped CDs)。2.利用高倍透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)表征Ce-doped CDs物理特性;利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)表征Ce-doped CDs的化学性质;利用紫外-可见分光(UV-Vis)光谱和荧光(PL)光谱表征Ce-doped CDs的光学特性。3.利用CCK-8实验检测Ce-doped CDs的生物相容性。另外,利用激光扫描共聚焦显微镜实时监测Ce-doped CDs进入细胞的过程以及定位。4.利用抗甲基紫(MV)褪色实验和电子自旋共振(ESR)研究Ce-doped CDs清除羟基自由基的能力;同时利用CCK-8实验和活死细胞染色实验探索Ce-doped CDs的抗氧化功能。5.利用808 nm近红外光(NIR)照射Ce-doped CDs水溶液及其共孵育的肿瘤细胞,探究Ce-doped CDs的光热转换能力与光热肿瘤杀伤能力。6.以葡萄糖和PEI为原料合成载基因碳量子点(N-doped CDs),再利用凝胶阻滞实验验证其载基因功能。结果:1.成功制备出呈现深棕色粉末状的铈元素掺杂碳量子点Ce-doped CDs。2.制备的Ce-doped CDs粒径均一,约为2.6 nm,且符合高斯正态分布。同时,Ce-doped CDs具有晶格和非晶格的混合物相结构;其组成元素包括碳、氮、氧、铈,表面富含-COOH和-OH等亲水基团,使其具有很好的水分散性。Ce-doped CDs具有光致发光性能,在紫外照射时发出亮蓝绿荧光。3.Ce-doped CDs与细胞共孵育2天后,在浓度高达800μg/m L处理情况下,细胞活性依旧保持在95%以上。激光扫描共聚焦结果显示Ce-doped CDs会迅速进入细胞内并定位在细胞质中,但不进入细胞核。结果证明Ce-doped CDs具有良好的生物相容性。4.Ce-doped CDs可削弱H2O2介导的MV的褪色反应、平息ESR特定位置的波长以及减少细胞凋亡。故初步表明Ce-doped CDs具有较好的抗氧化功能。5.浓度为200μg/m L的Ce-doped CDs水溶液,经808 nm波长近红外光在1.0W/cm2功率密度照射下,其温度在6 min即可达到55.1℃;并且可以反复照射而不会影响其光热转换性能。另外,Ce-doped CDs与肿瘤细胞孵育,经808nm波长近红外光照射后,结果显示Ce-doped CDs浓度与细胞凋亡呈正相关。由此证明,Ce-doped CDs具有优越的光热转换能力并且可用于杀伤肿瘤细胞。6.凝胶阻滞实验显示随着N-doped CDs/sh Fox M1微环质粒的比例逐渐增大,琼脂糖凝胶电泳显示的条带逐渐滞留在进样孔中,有些甚至向负极方向移动。结果说明N-doped CDs可与基因组装,并阻滞其在泳道中的移动。结论:1.Ce-doped CDs具有优越的生物相容性、光致发光性以及易于被细胞吞噬,同时还具有良好的抗氧化能力以及光热转换功能。2.N-doped CDs具有优异的载基因功能。为下一步递送Cp G寡核苷酸介导免疫治疗打下坚实基础。