红光碳点的合成及其离子识别与抗菌活性的研究

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碳点简称CDs,其直径小于10nm,外表近似于准球形,是一种纳米颗粒。碳点之所以被用于多个领域,是因为合成碳点的材料种类繁多,价格低廉,且制备碳点的过程简单。但目前,制备出的碳点主要在短波区发光,如蓝绿光区,长波区的发光较弱。碳点在抑菌方面的研究相对较少,且其抑菌机理还不明确。因此,本文围绕红光碳点的制备及其离子检测、抑菌活性展开研究,成功制备出3个碳点。开展的研究工作主要如下:(1)以4-氨基苯酚为碳源,制得荧光产率为12.8%的红色荧光碳点。对反应条件进行优化,得出较佳的制备工艺为:4-氨基苯酚与无水柠檬酸的投料比为1:3,反应温度为180℃,反应时间为8h。Fe3+对N-CDs-1有灵敏的荧光猝灭作用,最低检测限为0.51μM。在碳点材料的抑菌性实验中,N-CDs-1仅能够抑制金黄色葡萄球菌的生长,MIC为5mg/m L。对N-CDs-1的细胞毒性研究的结果表明,当碳点浓度为100μg/m L,培育24h后,细胞存活率为93%,说明碳点毒性低。(2)以3-甲基-4-氨基苯酚为碳源,制备出荧光产率为10.6%红色荧光碳点。通过荧光光谱分析可知,N-CDs-2对激发波长没有依赖性。且其对金属离子没有明显的识别作用。在碳点材料的抑菌性实验中,N-CDs-2仅能够减少金黄色葡萄球菌的生长,MIC为62.5μg/m L,MBC为500μg/m L。对N-CDs-2的细胞毒性研究的结果表明,当碳点浓度为100μg/m L,培育24h后,细胞存活率仅为72%,说明碳点具有一定毒性。(3)以3-羟基-N,N-二乙基苯胺为碳源,制得了荧光产率为30.9%红色荧光碳点。通过荧光光谱分析可知,N-CDs-3对激发波长没有依赖性。但它对Fe3+和Al3+都有明显的识别作用。在加入Fe3+和Al3+后,探针的荧光明显淬灭。在碳点材料的抑菌性实验中,金黄色葡萄球菌对碳点溶液表现出一定的敏感性,MIC为50μg/m L,MBC为400μg/m L。N-CDs-3溶液对白色念珠菌有很强的刺激性,MIC为100μg/m L,MBC为800μg/m L。对N-CDs-3的细胞毒性研究的结果表明,当碳点浓度为100μg/m L,培育24h后细胞存活率大于80%,说明碳点毒性低。
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