张 震，曲 丹，安 丽，汪夏燕，孙再成

(北京工业大学化学与生物系 绿色催化与分离北京市重点实验室，环境安全与生物效应中心，北京 100124)

1 引 言

2004年，Scrivens课题组的研究人员通过电弧放电法制备单壁碳纳米管时，首次观察到具有明亮荧光的碳纳米粒子[1]。两年后，Sun等首次合成了不同尺寸的稳定发光碳纳米颗粒，并首次将其命名为“碳点(CDs)”[2]。碳点自发现以来就受到了广大科研人员的关注，其优秀的发光性能和良好的生物相容性在生物成像、检测等领域有着重要的应用潜力[3]。碳点是一种尺寸小于10 nm的类球形具有荧光性质的碳纳米颗粒，这种小尺寸的荧光材料发光范围可调，光稳定性能良好，并且对环境友好，低毒性，使其成为传统半导体量子点的理想替代材料。本文主要总结了近年来碳点的制备方法，并对碳点在生物成像[4-6]、检测、化学分析等方面的实际应用进行了综述。

2 碳点的制备方法

自从碳点被发现以来，人们对碳点的认识不断加深，提出了一系列制备优异性能碳点的方法，这些方法可以分为两大类：自上而下法[7-8]和自下而上法[9]。如图1所示。

图1 CDs在调控植物不同生理过程中的作用[13]

2.1 自上而下法

自上而下法就是通过对大的碳材料进行剥离或者破碎形成小的碳纳米颗粒，然后通过对碳纳米颗粒的表面进行修饰，提高其发光效率的一种方法，主要包括电弧放电法[1]、激光消融法[10-12]、电化学氧化法[13-16]、酸氧化法[17-20]。

2.2.1 电弧放电法

2004年，美国南卡罗莱纳大学的Xu等[1]报道了利用电弧放电来制备单壁碳纳米管的方法，在电泳法纯化产物的过程中首次发现了可以发出明亮荧光的未知碳纳米颗粒。……