新型荧光碳点的一步法制备及细胞成像性能

摘要

以1,8-萘二酸酐（NA）和1,2-邻苯二胺（OPD）为前驱体,采用一步水热法快速制备了一种新型荧光碳点.通过调控反应条件,合成了具有优异发光性能的黄色荧光碳点Y3-CDs.高分辨透射电镜（HRTEM）表征结果显示, Y3-CDs的平均粒径为2.6 nm,晶格间距为0.21 nm,对应的是X射线粉末衍射（XRD）谱图中42.88~o处石墨烯衍射峰的（100）晶面.光电子能谱元素（XPS）分析结果表明,碳点中存在sp²/sp³杂化碳（C=C/C—C, 284.8 eV）、碳氮键（C—N, 286.5 eV）和羰基碳（C=O, 288.4 eV）.进一步利用荧光光谱（FL）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）和荧光寿命对Y3-CDs的发光性能进行了表征,其表现出不依赖于激发的发射行为,表明Y3-CDs为单一发射中心.红外光谱（FTIR）和核磁共振波谱（NMR）揭示了更详细的碳原子和氢原子存在状态,¹H NMR表明所有氢原子存在于碳核表面,表现出邻位取代模式和偶联效应.¹³C NMR和DEPT 135谱图表明存在10种不同的叔碳原子.将Y3-CDs应用于细胞示踪及细胞成像,结果表明, Y3-CDs具有优异的细胞成像能力和抗光漂白性能,即使在连续照射180 min后, Y3-CDs仍保持强烈的荧光,可实现长时间HeLa细胞成像.同时,细胞共染实验表明,Y3-CDs具有优异的脂滴选择性成像能力,皮尔森相关系数为0.846.

关键词

碳点 / 核磁共振分析 / 抗光漂白 / 细胞示踪 / 脂滴成像