郑州大学物理学院在近红外化学发光碳点研究领域取得进展

    近日，物理学院材料物理研究所金刚石光电材料与器件团队在碳点化学发光方面取得进展，第一次实现了碳点在近红外波段的高效化学发光，并将其用于生物体内活性氧成像，相关结果以“Near-Infrared Chemiluminescent Carbon Nanodots and Their Application in Reactive Oxygen Species Bioimaging”为题发表于物理类知名期刊《Advanced Science》（IF：15.804）。物理学院博士研究生沈成龙为论文第一作者，青年教师娄庆博士和单崇新教授为通讯作者。
 　 活性氧是生物体代谢的重要指标，其含量的多少对生物体的健康水平及潜在疾病具有重要的评估价值，实时监测活性氧的产生对潜在疾病及治疗过程中评估疗效至关重要。荧光碳纳米点作为碳家族的新成员，具有优异的发光性能、良好的生物兼容性、可调节的发光波长等优点，从而在化学检测、生物成像、光电器件等方面有广泛的潜在应用。研究团队2019年实现了深紫外波段的荧光碳纳米点、近红外波段碳纳米点的多光子激发荧光发射，并第一次报道了碳纳米点红、绿、蓝多色化学发光。在这些工作的基础上，本文第一次实现了碳纳米点在近红外波段的高效化学发光，其化学发光量子产率为9.98×10-3 einsteins×mol-1，是已报道的碳点化学发光最高值之一。通过两亲性三嵌段共聚物的交联作用，将该碳点与双草酸酯进行纳米聚合制备的一体化纳米粒子，可以作为活性氧之一的过氧化氢成像探针，结合其近红外发光较大的生物体穿透深度，实现了体内外过氧化氢的生物成像。此外，还利用该一体化纳米粒子作为传感器对小鼠腹膜炎模型中的内源性活性氧进行了成像，其研究结果有望为生物体的炎症或癌症的诊断和治疗提供线索。
　　该研究得到了国家自然科学基金、河南省自然科学基金的支持。