碳点(CDs)的多色发光特性已被广泛报道,使这些零维纳米材料在发光设备中的检测和信息加密方面非常有用[[1], [2], [3], [4]]。它们的多功能性和可调光学性质引起了科学界的极大兴趣[[5], [6], [7]]。鉴于其可变的光学行为,多色CDs有可能同时在不同领域得到应用[8,9]。然而,研究人员主要关注于在单一领域内利用这些光学性质进行特定应用[10,11]。
基于o-苯二胺的多发射荧光CD(M-CDs)已被广泛研究。它们的二胺结构提供了较大的共轭域,使其容易发生红移[12]。此外,杂原子B掺杂是有效的肿瘤靶向方法[8]。Fahmi等人展示了使用硼酸(一种无毒、稳定且免疫原性低的化合物)作为肿瘤治疗的靶向配体[13]。通过溶剂热法合成CDs并保留前体的活性基团已被证明是制造纳米材料的有效方法[14,15]。尽管文献中记录了来自o-PD的碳纳米材料,但现有研究主要集中在调节单一成分或特定性质上[16]。本研究通过简单的分离策略实现了从单一材料中高效分离出三种不同的荧光颜色。选择o-PD的原因在于其分子结构中的邻位官能团容易形成特定的表面态,从而实现可调的多色发光。这为扩展调节CD发光的策略提供了新的见解[17]。本文探讨了M-CDs在多学科应用中的差异化。
针对苯肼化合物(尤其是2,4-二硝基苯肼(2,4-DNPH)的检测方法仍不完善[18]。2,4-DNPH在化学生产中广泛用作检测醛类和酮类的传感器[19,20],但它也会污染环境并对健康造成危害,包括DNA损伤和突变效应[21]。因此,开发一种简单且灵敏的2,4-DNPH检测方法至关重要[22]。CDs作为快速响应、高效且高度灵敏的荧光纳米材料,在分析检测中表现出色[[23], [24], [25]]。本文首次引入了内滤光效应(IFE)来实现2,4-DNPH的灵敏检测。
在信息安全领域,无论光线角度如何,都能在阳光下识别模式的能力对吸收可见光的发光材料中的信息加密提出了挑战[2,26]。在可见光下不可见的CDs特别具有吸引力,但许多CD只需一步紫外照射就能揭示加密信息,从而危及安全性[27,28]。因此,需要具有刺激响应性的多信息加密CD来增强信息安全[[29], [30], [31]]。
光热疗法(PTT)利用光能将光热材料转化为热能,选择性地破坏病变肿瘤[[32], [33], [34], [35]]。碳纳米材料可以通过增强渗透性和保留(EPR)效应在肿瘤细胞中积累,为健康细胞和组织提供了比传统光热材料更安全、危害更小的替代方案[36,37]。CDs不易降解或失效,从而确保了可靠和持续的治疗[38,39]。红色CDs可作为有效的光热剂,通过将光转化为热能对肿瘤细胞造成不可逆的损伤[40,41]。
受此启发,我们的工作重点关注在不同领域中创新应用差异化多色CD。这些M-CDs负载了众多活性位点,适合作为探针和光敏剂。我们采用一步热溶剂法制备了M-CDs,随后通过柱色谱将其分离为绿色、黄色和红色CD(G-CDs、Y-CDs和R-CDs)。表征结果证实,荧光红移与元素掺杂有关。这些CD的独特光学性质使其能够用于检测、信息加密和光热疗法。