熒光石墨烯量子點(GQDs)在生物領域具有巨大的應用潛力。然而，由于合成過程中含有有害化學物質，且存在各種氧官能團，影響了GQDs的生物相容性，使得現有方法合成的GQDs大多存在局限性。在這里，我們提出了一種簡單的方法來制造熒光和生物相容性高的GQDs，氧含量低且不含有害化學物質。高質量的GQDs是通過碳化硅的氫助熱解合成的，這種干燥合成過程使GQDs具有高結晶度，表面沒有多余的化學物質。隨后，通過在乙醇中超聲處理，高質量的GQD被輕微氧化，但是處理后的GQD（t-GQD）仍然保持其高結晶度。t-GQD表現出強烈的紫外/藍光發射，產率高達30.9％，這種現象可歸因于t-GQD的低氧含量導致的固有發射。此外，由于t-GQD的合成過程中不存在有害化學物質以及t-GQD的氧含量低，即使在200 μg/mL的高濃度下，它們也顯示出低的細胞毒性。這些結果證明了t-GQD的卓越性及其在生物領域中的適用性。
Figure 1. (a) t-GQDs的TEM圖像和具有晶格間距的t-GQDs的HRTEM圖像(插圖)。(c) t-GQDs表面形貌測量AFM圖像。
Figure 2. t-GQDs的(a)拉曼光譜和(b) t-GQDs的XPS高分辨率c1光譜。
Figure 3. (a)紫外吸收光譜，(b) 250 ~ 375 nm的PL光譜，(c)分散在水中的t-GQDs的PL激發和發射光譜，(d)分散在水中的t-GQDs的PL衰減光譜。
Figure 4. h-GQDs修改為t-GQDs的示意圖。
Figure 5. 用不同濃度的t-GQDs(10、50、100和200 ug/mL)處理小鼠肝細胞48小時，以檢測(a)細胞活力、細胞外水平(b) ALT，(c)肝細胞LDH釋放水平和(d) DCF-DA刺激后ROS水平。e)光鏡下觀察未處理肝細胞和200 ug t-GQDs和CCl
4處理肝細胞。(f)用DAPI(藍色)和t-GQDs(綠色)對細胞核進行熒光成像。
相關研究成果于2020年由韓國科學技術高級研究所Sung Oh Cho課題組，發表在Carbon (https://doi.org/10.1016/j.carbon.2020.08.015)上。原文：Ultraviolet/Blue Light Emitting High-Quality Graphene Quantum Dots and their Biocompatibility。
摘自《石墨烯雜志》公眾號：
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