碳纳米材料,基于它的独特的光电性质和良好的生物相容性,已经被广泛地应用于检测、催化和生物体系(生物传感、生物成像等)。本文采用电化学刻蚀、水热等方法合成了不同种类的碳点,并研究其光电性质,将其用于温度检测、生物成像和碳点与活细胞之间的相互作用。主要包括以下内容:(1)将乙二胺与C3N4的混合物在80℃的条件下回流,制备出小粒径的碳点(NCDs)。用UV-vis,PL研究其光学性质发现NCDs具有独特的荧光性质,并且对温度敏感,其荧光强度的变化随温度的改变有很好的线性关系。此外,我们也将NCDs成功的应用于检测小鼠体内温度。(2)在碱辅助的条件下,以聚乙二醇(PEG200)为碳源,通过回流的方法一步合成荧光碳点(FCDs)。用UV-vis,PL和Leica研究了其光学性质,并将其应用于生物成像。实验发现FCDs可以实现选择性的染细胞核。(3)合成了表面含有不同官能团的碳量子点(CQD?OH、CQD?PEG和CQD?NH2)。用扫描电化学显微镜(SECM)研究含有不同表面官能团的碳点对细胞膜通透性的影响。试验证明CQD?OH、CQD?PEG和CQD?NH2分别可以使细胞膜通透性增加13%、8%和19%。(4)合成不同尺寸的SiO2 NPs(50 nm,100 nm和200 nm)并用SECM研究不同尺寸的SiO2 NPs对细胞膜通透性的影响。实验表明,50 nm和100 nm的SiO2NPs可以使细胞膜通透性分别增加12.5%和9%。而200 nm的SiO2 NPs在任何浓度下对细胞膜通透性均无影响。