基于石墨烯量子点的新型铜离子荧光探针

       

        铜离子与阿尔兹海默症等很多重大疾病密切相关,同时铜离子也被认为是引起细胞凋亡和炎症的重要原因。因此,在生物体系中检测和视踪铜离子有重要意义。近日,中国科学院长春应用化学研究所曲晓刚研究员领导的研究团队发展了一种基于石墨烯量子点的新型铜离子荧光探针。这种荧光探针具有设计简单,经济,无需复杂的化学合成和染料修饰的优点,不但可以用于溶液体系中铜离子的检测,还可用于细胞内铜离子的荧光成像分析。

        作为一种新型的纳米材料,石墨烯量子点从它诞生起就受到了研究者们的广泛关注。早期对于石墨烯量子点的研究主要集中在制备和光学等性质的探索上,其独特的性质可被用于生物成像,疾病诊断和检测。为此,所设计合成的石墨烯量子点不仅需具备识别能力,还必须有高的荧光量子产率。曲晓刚研究团队通过在氨水中对石墨烯量子点的水热处理,不但提高了石墨烯量子点的荧光量子产率,还对铜离子具有识别能力。实验结果表明,这种含氧和含氮基团共存的石墨烯量子点表面对铜离子具有更高的亲合力以及更快的结合动力学,使得其对铜离子具有良好的识别能力。此外,通过表面氨基化修饰,石墨烯量子点在生理pH条件下带正电荷,更易于进入细胞,拓宽了其在生物体系中的应用。该工作对于设计构建与金属相关重大疾病的诊断分析具有指导意义。

       目前,该研究成果已在欧洲化学(Chem. Eur. J., DOI: 10.1002/chem.201302268) 在线发表。