掺杂碳量子点在生物成像上的应用研究进展开题报告

 2023-03-08 03:03

1. 研究目的与意义

研究背景

碳量子点是近年发展起来的以碳为骨架结构、尺寸小于10nm的新型零维碳基纳米材料,碳量子点的优势具体如下:荧光性好、低毒性、良好的生物相容性、光化学性质稳定、成本低廉、水溶性好,因此在生物成像技术[1]、重金属离子检测、光催化等领域开展了广泛研究[2]

随着碳量子点的不断进步与发展,作为一个荧光性能比较稳定,可以作为离子检测和生物成像的一种材料,但是发现碳量子点的荧光产率大约在百分之十左右[3],要将碳量子点应用于生物成像技术中,我们就要提高荧光性能即提高荧光产率,通过研究发现掺杂是一种方便快捷的方法。氮和硫是最常见的碳量子点掺杂元素,因为氮元素和硫元素具有与其相当的原子半径,相似的价键和电负性[4],所以被认为是最好的能通过掺杂改善碳量子点的特性的化学原子。

研究目的以及意义

最近随着碳量子点的深入发展,大家对于掺杂碳量子点的研究也十分活跃,由不同原料和新的合成方法合成的掺杂碳量子点应用比较广泛,由于碳量子点通常掺杂氮、磷、硫等元素,这些掺杂元素是否对生物体有影响,是否适用于生物成像技术还需要我们进一步研究,还有许多理论知识和实际应用需要我们进一步来探讨,该论文针对碳量子点的性质、碳量子点不同制备方法、掺杂碳量子点在生物成像中的应用等方面进行综述,以期为后续掺杂碳量子点的制备和生物成像传感上的应用研究提供一定的研究方法和方向。

2. 研究内容与预期目标

主要研究内容

碳量子点不同制备方法

掺杂碳量子点的制备方法

碳量子和掺杂碳量子在生物成像中的应用

预期目标

通过对掺杂碳量子点的研究,让我们了解掺杂碳量子点在生物成像中是如何发挥作用的,从制备条件、光学性能及机理等方面介绍了掺杂碳量子点在生物成像中的应用,从制备出的一系列掺杂碳量子点在生物成像应用中,为我们指明了技术上的方向,也让我们了解更多掺杂碳量子的合成方法。

3. 研究方法与步骤

研究方法

针对掺杂碳量子点制备方法和表征采用文献调研法、类比法、归纳总结法;

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4. 参考文献

[1] 刘佳蕙,黄旭泽,董益阳.荧光碳量子点的合成与生物成像应用及生物安全性研究进展[J].西南民族大学学报(自然科学版),2014,40(06):818-825.

[2] 漆光骎,罗志敏.碳量子点的制备及其应用研究[J].南京邮电大学学报(自然科学版),2015,35(05):122-130.

[3] 胡超,穆野,李明宇等. 纳米碳点的制备与应用研究进展[J].物理化学学报,2019,35( 6) : 572-590.

[4] 唐志姣,李攻科,胡玉玲 . 荧光碳点在分析检测中的研究进展[J]. 分析测试学报,2015,34( 8) : 970-978.

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[6] Zhang B, Liu C-Y, Liu Y. A novel one-step approach to synthesize fluorescent carbon nanoparticles[J]. European Journal of Inorganic Chemistry, 2010, 2010(28): 4411-4414.

[7] 李俊芬,李鹏霞,张琳,董川.关于碳点性能提升的研究进展[J].分析科学学报,2018,34(03):429-436.

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[9] 庞卫国. 超声微波辅助芬顿法制备碳量子点及其光/电性能研究[D].安徽理工大学, 2021.

[10] 徐韶梅. 新型荧光碳量子点材料的合成及其在生物传感和细胞成像中的应用[D].吉林大学,2021.

[11] 卢庆. 碳量子点的制备及其在环境与生物分析中的应用[D].江苏大学,2016.

[12] 车明轩. 氮掺杂碳量子点的制备及在生物成像中的应用[D].太原理工大学,2019.

[13] Cao L, Wang X, Meziani M J, et al. Carbon Dots for Multiphoton Bioimaging [J].

Journal of the Amercia chemical society, 2007, 129: 11318–11319.

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[15] 车望远,刘长军,杨焜,李钒,杨伟文,田丰.荧光碳点的制备和性质及其应用研究进展[J].复合材料学报,2016,33(03):431-450.

[16]张凯悦. 微波法制备多色荧光碳量子点及其检测和成像的应用研究[D].天津大学,2020.

5. 工作计划

2022.3.20——3.30 完成论文开题报告及实验流程设计

2022.3.31——4.20 按照设计实验流程进行并完成中期检查进行ppt汇报

2022.5.13 完成论文草稿

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