强荧光碳点及碳点/聚N-异丙基烯酰胺复合水凝胶的制备及其应用

摘要

本硕士毕业（学位）论文共分为三章。
　　第一章:绪论。综述了碳点(CDs)的性质、合成方法及其在生物医学成像和定量检测中的应用;聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)以及荧光/温敏复合材料的研究现状等。并对本论文的工作内容和选题意义做了简要介绍。
　　第二章:建立强荧光碳点的水热回流一步合成新方法。以乳糖为碳源，Tris为表面钝化试剂，水热回流法合成了具有良好荧光性质的碳点。比较了几种不同碳源和表面钝化试剂的优劣，并对碳点的合成机理进行了初步推断。该法简单有效、经济环保、一步合成而无需任何后处理步骤，适于大批量制备。所得碳点具有粒径小、荧光强而稳定、抗光漂白能力强、高度耐盐和耐pH等优点，荧光量子产率达到12.5％。成功以碳点为探针用于HeLa细胞荧光成像，显示了良好的生物相容性和低毒性。
　　第三章:制备基于碳点的PNIPAM-CDs复合型水凝胶。室温合成块状PNIPAM-CDs复合型水凝胶并对比研究了PNIPAM-CDs和CDs原液、PNIPAM-CDs和PNIPAM水凝胶在光学性质、温敏性和热稳定性等方面的性质，发现PNIPAM-CDs有效结合了碳点的荧光发射和聚N-异丙基丙烯酰胺的温敏性质，其荧光强度随外界温度升高或降低而发生可逆的off-on现象，且重复性良好。PNIPAM-CDs复合水凝胶的最低临界溶解温度(LCST)约为33℃，当外界温度从31℃升温至34℃时，温度的微小变化反映为PNIPAM-CDs复合水凝胶的荧光强度的显著下降，F31/F34比值可高达4.9。从32℃升温至33℃，其荧光强度陡降最为明显，F32/F33比值为3.5。因此，PNIPAM-CDs复合水凝胶可望用于开发微型精细温度传感器。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

第一节 碳点简介

1．1．1 碳点的性质

1．1．2 碳点的制备方法

1．1．3 碳点的应用

1．1．4 CDs的主要研究进展

第二节 NIPAM简介

1．2．1 NIPAM的性质

1．2．1 NIPAM的应用

第三节 荧光／温敏复合材料的研究现状

第四节 论文选题意义及创新点

1．4．1 本论文的选题意义

1．4．2 本论文的创新点

第二章 强荧光CDs的水热回流法一步合成及生物成像应用

第一节 引言

第二节 实验内容

2．2．1 实验试剂

2．2．2 实验仪器

2．2．3 荧光CDs的制备

2．2．4 CDs的HeLa细胞荧光成像

2．2．5 CDs的细胞毒性研究

第三节 结果与讨论

2．3．1 CDs的结构表征

2．3．2 CDs的荧光性质

2．3．3 碳源和表面钝化试剂的选择

2．3．4 回流时间和溶液前pH的影响

2．3．5 CDs的耐盐和耐pH性质

2．3．6 CDs的荧光成像

2．3．7 CDs的细胞毒性研究

第四节 小结

第三章 块状PNIPAM-CDs水凝胶的室温合成及其性质研究

第一节 引言

第二节 实验内容

3．2．1 实验试剂

3．2．2 实验仪器

3．2．3 块状PNIPAM-CDs水凝胶的合成

3．2．4 块状PNIPAM-CDs水凝胶的光学性质研究

3．2．5 块状PNIPAM-CDs水凝胶的热分析

3．2．6 块状PNIPAM-CDs水凝胶的温敏性质研究

第三节 结果与讨论

3．3．1 块状PNIPAM-CDs的合成机理探讨

3．3．2 PNIPAM-CDs的红外表征

3．3．3 PNIPAM-CDs的紫外吸收光谱

3．3．4 PNIPAM-CDs的光学性质

3．3．5 PNIPAM-CDs的热性质

3．3．6 PNIPAM-CDs的荧光／温敏性质

第四节 小结

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果