木合塔尔?吐尔洪+徐阳+尹学博

摘 要 碳点具有优良的光学特性＼，良好的生物相容性和低毒等优点， 被广泛用于生物检测、药物传输和生物成像等领域， 是极具发展潜力的碳基质材料。近年来， 碳点的新型制备方法、性质探索及应用研究引起广泛关注。本文根据碳源和制备方法的不同， 将碳点分为石墨烯纳米点和碳纳米点两类， 综述了碳点的制备方法， 剖析了碳点的发光机理， 总结了碳点在生物传感、药物传输和生物成像中的应用； 最后分析了碳点存在的问题及应对策略。

关键词 碳点； 合成方法； 发光机理； 生物传感； 生物成像； 综述

1 引 言

碳点（Carbon dots， Cdots）是指粒径小于10 nm的新型荧光碳纳米材料， 因其主要元素为碳、氢、氧和氮， 不会发生重金属泄漏， 有望成为重金属半导体量子点的理想替代材料[1]。由于Cdots具有荧光活性高、种类多样、生物相容性好、毒性低等优点， 在生物检测[2]、基因转运[3]、药物传输[4～8]和生物成像[9，10]等领域得到了广泛应用。碳点优良的荧光性能已在分析化学领域中展现出重要的应用潜力[2，10～16]。

2004年， Xu等[17]在分离纯化碳纳米管时， 发现具有荧光性质的组分并证实其主要成分为碳。通过原子力显微镜证明了其纳米尺寸， 掀起了人们研究碳点的热潮。图1展示了碳点发展过程中一些重要事件： Sun等[18]使用硝酸回流氧化蜡烛灰得到了碳点， 通过PEG钝化提高了碳点的荧光产率， 推动了碳点由新奇到实用的发展。Liu等[19]通过凝胶分离得到不同发光颜色碳点， 开启了碳点发光机理的研究。……