【摘 要】
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碳纳米点(Carbon Nanodots)指的是粒径尺寸小于10 nm,并且具有荧光性质的碳球形或准球型纳米材料。和传统的金属、半导体量子点相比,碳纳米点具备不可比拟的优点,例如制备简单、成本低廉、水溶性良好、生物相容性高、毒性低以及荧光性质优异等,使其在生物成像、生物传感、光催化和发光器件等领域具有良好的应用前景。本文针对传统碳纳米点的聚集引发荧光猝灭(Aggregation-caused Qu
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碳纳米点(Carbon Nanodots)指的是粒径尺寸小于10 nm,并且具有荧光性质的碳球形或准球型纳米材料。和传统的金属、半导体量子点相比,碳纳米点具备不可比拟的优点,例如制备简单、成本低廉、水溶性良好、生物相容性高、毒性低以及荧光性质优异等,使其在生物成像、生物传感、光催化和发光器件等领域具有良好的应用前景。本文针对传统碳纳米点的聚集引发荧光猝灭(Aggregation-caused Quenching)的问题,开发一种新型的硫、氮共掺碳纳米点(CD1),完全克服了聚集引发荧光猝灭问题,呈现出聚集诱导荧光增强(Aggregation-induced mission)的特性。随着CD1浓度增大,其蓝色荧光由于聚集引发荧光猝灭现象而受到抑制,同时伴随着黄色荧光的出现和逐渐增强,所得到的CD1纯固体粉末具有高亮度黄色发射,其荧光量子效率(Photoluminescence Quantum Yield)高达65%。荧光发射(Photoluminescence)光谱、吸收光谱和时间分辨衰减曲线表明,从单分散的CD1纳米粒子到大的CD1聚集体之间存在着Fo?rster共振能量转移,最终导致了黄色荧光的增强。为了利用其高荧光量子效率和强聚集诱导荧光增强现象,CD1被应用于蓝光发光二极管芯片上的颜色转换层,以制备白色发光二极管(White LightEmitting Diode)。所得器件的白光坐标为(0.29,0.38)和(0.32,0.42),接近纯白光(0.33,0.33),流明效率分别高达97.8和93.9 lm/W。本文开发了一种浓度依赖型荧光可调谐碳纳米点,并用于微生物鉴别,尤其是一些病原性微生物。考虑到微生物种类之间多样性的差别,例如细胞壁、细胞膜的厚度和细胞质的酸碱度以及其中金属离子含量的不同,会使得在相同时间内进入到不同种类微生物体内的碳纳米点的浓度有所差异,因此染色后的不同种类微生物样本体现出有差别的荧光发射光谱,从而实现了对8种微生物的快速(10分钟)鉴别。
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