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一區(qū)論文應(yīng)用案例 · 前沿專題型

直接檢測谷胱甘肽的三葉藻衍生生物質(zhì)碳點(diǎn)及其在活細(xì)胞中的成像應(yīng)用

該研究發(fā)表于 Journal of Materials Chemistry B（2021），使用 XH-300 系列、XH-8000 / XH-8000Plus 開展 生物質(zhì)碳點(diǎn)、熒光傳感 研究，關(guān)鍵結(jié)果包括水相量子產(chǎn)率 10.52%；量子產(chǎn)率 18.16%。

論文編號 499
應(yīng)用方向 生物質(zhì)碳點(diǎn)、熒光傳感、生物成像、細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽檢測、微波輔助納米材料合成
關(guān)鍵結(jié)果 水相量子產(chǎn)率 10.52%
核心條件 見正文實(shí)驗(yàn)條件
論文編號
499
期刊
Journal of Materials Chemistry B
影響因子
7.571
中科院分區(qū)
1 區(qū)
發(fā)表年份
2021
設(shè)備型號
XH-300 系列 XH-8000 / XH-8000Plus
作者單位
廣東省科學(xué)院微生物研究所；廣東省科學(xué)院微生物研究所、廣東省菌種保藏與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、華南應(yīng)用微生物國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
Guangdong Institute Of Microbiology; Guangdong Provincial Key Laboratory of Microbial Culture Collection and Application, State Key Laboratory of Applied Microbiology Southern China, Institute of Microbiology, Guangdong Academy of Sciences, Guangzhou 510070, China
研究方向
生物質(zhì)碳點(diǎn) 熒光傳感 生物成像 細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽檢測 微波輔助納米材料合成

事實(shí)快照

  • 論文：直接檢測谷胱甘肽的三葉藻衍生生物質(zhì)碳點(diǎn)及其在活細(xì)胞中的成像應(yīng)用
  • 設(shè)備：XH-300 系列、XH-8000 / XH-8000Plus
  • 期刊與分區(qū)：Journal of Materials Chemistry B，中科院 1 區(qū)
  • 關(guān)鍵結(jié)果：水相量子產(chǎn)率 10.52%；量子產(chǎn)率 18.16%
  • 用途：可作為 生物質(zhì)碳點(diǎn)、熒光傳感 的論文證據(jù)頁。

研究摘要

作者以 Wedelia trilobata 生物質(zhì)為前驅(qū)體，通過一步微波-溶劑熱法制備了長波發(fā)射的玫紅熒光碳點(diǎn) wCDs。所得材料最優(yōu)發(fā)射波長為 654 nm，可先對 Cu2+ 產(chǎn)生靈敏響應(yīng)，再利用 GSH 恢復(fù)被 Cu2+ 猝滅的熒光；同時(shí)，wCDs 豐富的表面活性基團(tuán)還使其能夠在無需后修飾的情況下，通過動態(tài)猝滅效應(yīng)在 20 s 內(nèi)直接選擇性檢測 GSH。論文進(jìn)一步證明，wCDs 具有良好抗光漂白性能、生物相容性和細(xì)胞通透性，能夠?qū)崟r(shí)追蹤細(xì)胞內(nèi) Cu2+ 與 GSH 水平變化，并基于癌細(xì)胞 GSH 過表達(dá)特征區(qū)分癌細(xì)胞和正常細(xì)胞。

研究背景與解決的問題

作者以 Wedelia trilobata 生物質(zhì)為前驅(qū)體，通過一步微波-溶劑熱法制備了長波發(fā)射的玫紅熒光碳點(diǎn) wCDs。

關(guān)鍵結(jié)果

水相量子產(chǎn)率 10.52%
量子產(chǎn)率 18.16%
指標(biāo)結(jié)果
水相量子產(chǎn)率10.52%
量子產(chǎn)率18.16%

機(jī)制/方法亮點(diǎn)

  • Cu2+ 主要通過動態(tài)猝滅作用于 wCDs 加入 Cu2+ 后： 熒光壽命由 4.82 ns 降至 4.38 ns；zeta 電位由 ?26.83 ± 1.58 mV 變?yōu)??19.66 ± 0.90 mV 作者據(jù)此認(rèn)為，Cu2+ 與 wCDs 之間發(fā)生了快速電子或能量轉(zhuǎn)移，并伴隨表面 N-Cu、O-Cu 相互作用，從而導(dǎo)致動態(tài)猝滅。
  • GSH 可直接觸發(fā)動態(tài)猝滅 GSH 加入后： 發(fā)射峰由 654 nm 藍(lán)移到 641 nm；熒光壽命下降；zeta 電位絕對值減??；水動力粒徑增大 這說明 GSH 與 wCDs 表面官能團(tuán)發(fā)生結(jié)合，改變了電荷環(huán)境和輻射復(fù)合中心，進(jìn)而快速關(guān)斷熒光。
  • 長波發(fā)射來自表面態(tài)與石墨化碳域協(xié)同 作者認(rèn)為： sp2 共軛碳域貢獻(xiàn)紅光發(fā)射基礎(chǔ)；–COOH、–OH、–NH2 等表面官能團(tuán)構(gòu)成表面態(tài)；兩者共同構(gòu)建多發(fā)射中心，并推動發(fā)射向長波方向紅移 這也是 wCDs 能兼顧長波發(fā)射和高識別活性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

應(yīng)用價(jià)值

  • 論文明確使用祥鵠 XH-8000Plus 完成 W. trilobata 生物質(zhì)碳點(diǎn)的一步微波溶劑熱合成，設(shè)備型號和關(guān)鍵條件完整。
  • 以入侵植物為碳源，實(shí)現(xiàn)了“廢棄生物質(zhì)資源化 + 功能納米探針構(gòu)建”的組合創(chuàng)新。
  • 所得 wCDs 發(fā)射峰達(dá)到 654 nm，比常見藍(lán)綠發(fā)射碳點(diǎn)更適合生物體系檢測與成像。
  • 同一材料同時(shí)支持 Cu2+ 猝滅/GSH 恢復(fù)和 GSH 直接動態(tài)猝滅兩種檢測模式，傳播點(diǎn)非常鮮明。
  • GSH 直檢響應(yīng)時(shí)間僅 20 s，線性范圍 0-3.0 mM，且可用于活細(xì)胞內(nèi)實(shí)時(shí)成像和癌細(xì)胞識別。

相關(guān)儀器推薦

常見問題

這篇論文使用了哪種設(shè)備？
本研究使用 XH-300 系列、XH-8000 / XH-8000Plus。
研究的核心發(fā)現(xiàn)是什么？
該研究發(fā)表于 Journal of Materials Chemistry B（2021），使用 XH-300 系列、XH-8000 / XH-8000Plus 開展 生物質(zhì)碳點(diǎn)、熒光傳感 研究，關(guān)鍵結(jié)果包括水相量子產(chǎn)率 10.52%；量子產(chǎn)率 18.16%。
該研究發(fā)表在哪個(gè)期刊？
發(fā)表于 Journal of Materials Chemistry B，中科院 1 區(qū)。
引用信息
Biomass carbon dots derived from Wedelia trilobata for the direct detection of glutathione and their imaging application in living cells
Journal of Materials Chemistry B, 2021
DOI: 10.1039/D0TB02979C