聚多巴胺修饰的碳量子点：一种具有光热治疗作用的新型荧光碳点

摘要

荧光碳点（Carbon Dots），即碳点，粒径约在2-8 nm范围内，具有光致发光性能的一类类球形碳骨架材料，碳点具有较高的化学稳定性和荧光稳定性，大部分碳点均有典型的多色荧光性，即发射波长可随激发波长的调节而调节，且无明显生物毒性。此外，碳点由于自身表面缺陷（Surface Energy Traps）作用，氨基的引入可以对碳点荧光强度起增强的作用。不同于传统半导体量子点大多含有有毒的金属元素，碳点的低毒性和良好的生物相容性使其替代传统半导体量子点得到更广泛的应用。
　　聚多巴胺（Polydopamine）是仿天然黑色素（真黑素）的一种，通过多巴胺氧化自聚而成。聚多巴胺在分子结构、光学以及生物相容性等性质方面呈现出类似于黑色素的性质。聚多巴胺分子中富含的邻苯二酚和氨基等基团赋予其极强的黏附性质，能与多种基底表层形成共价键与非共价键，从而能够黏附在多种及几乎全部基体材料表面。聚多巴胺在近红外(NIR)区有很强的光吸收能力，具有优异光热性能，在肿瘤治疗与光热治疗领域具有很大应用意义。
　　本篇文章首次运用一步微波法制备了具有光致发光特性的聚多巴胺修饰的碳纳米颗粒(CD-PDA)。通过傅里叶变换红外光谱考察红外特征峰、透射电镜观察形貌与粒径、紫外-可见光吸收光谱测其全波长特征吸收、荧光光谱检测荧光性能等手段，对所制备的CD-PDA进行了检测与表征。最终合成平均直径为22 nm的具有优异光致发光、光稳定性强的纳米颗粒，聚多巴胺自身带来的N原子也对CD荧光性能起到增强作用，提高了CD-PDA的荧光量子产率。此外，CD-PDA还具有优异的光热性能和较低的生物毒性，以上多种优点使CD-PDA呈现出优异的肿瘤杀伤效果。这种集合了光致发光性能与优秀的光热性能的新型纳米材料，对于进一步研究生物成像及癌症治疗有重要意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 光热治疗在肿瘤治疗中的应用

1．2．1 光热治疗简介

1．2．2 光热纳米材料的分类

1．3 聚多巴胺概述

1．3．1 多巴胺仿生聚合

1．3．2 聚多巴胺的性质

1．3．3 聚多巴胺的应用

1．4 荧光碳点概述

1．4．1 碳点的合成

1．4．2 碳点的性质

1．4．3 碳点的应用

1．5 本文的提出及研究内容

第二章 一步微波法荧光碳点的制备与表征

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验试剂与仪器

2．2．2 聚多巴胺荧光碳点的制备

2．2．3 测试与表征手段

2．3 结果与讨论

2．3．1 CD-PDA的合成

2．3．2 CD-PDA、CD-DA和CD的荧光对比

2．3．3 形貌及尺寸分析

2．3．4 傅里叶变换红外光谱

2．3．5 紫外-可见吸收光谱分析

2．4 本章小结

第三章 荧光特性分析

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验试剂与仪器

3．2．2 聚多巴胺荧光碳点的制备

3．2．3 测试与表征手段

3．3 结果与讨论

3．3．1 CD-PDA荧光性能的影响因素

3．3．2 CD-PDA的荧光量子产率

3．3．3 CD-PDA的多荧光性

3．3．4 CD-PDA的荧光稳定性

3．4 本章小结

第四章 CD-PDA的应用及体外细胞实验

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验试剂与仪器

4．2．2 测试与表征手段

4．3 结果与讨论

4．3．1 CD-PDA的光热性能分析

4．3．2 CD-PDA的细胞毒性

4．3．3 CD-PDA的细胞光热杀伤效果

4．4 本章小结

第五章 主要结论和研究展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

硕士期间发表论文