荧光石墨烯量子点(GQDs)在生物领域具有巨大的应用潜力。然而，由于合成过程中含有有害化学物质，且存在各种氧官能团，影响了GQDs的生物相容性，使得现有方法合成的GQDs大多存在局限性。在这里，我们提出了一种简单的方法来制造荧光和生物相容性高的GQDs，氧含量低且不含有害化学物质。高质量的GQDs是通过碳化硅的氢助热解合成的，这种干燥合成过程使GQDs具有高结晶度，表面没有多余的化学物质。随后，通过在乙醇中超声处理，高质量的GQD被轻微氧化，但是处理后的GQD（t-GQD）仍然保持其高结晶度。t-GQD表现出强烈的紫外/蓝光发射，产率高达30.9％，这种现象可归因于t-GQD的低氧含量导致的固有发射。此外，由于t-GQD的合成过程中不存在有害化学物质以及t-GQD的氧含量低，即使在200 μg/mL的高浓度下，它们也显示出低的细胞毒性。这些结果证明了t-GQD的卓越性及其在生物领域中的适用性。
  Figure 1. (a) t-GQDs的TEM图像和具有晶格间距的t-GQDs的HRTEM图像(插图)。(c) t-GQDs表面形貌测量AFM图像。
 
 
Figure 2. t-GQDs的(a)拉曼光谱和(b) t-GQDs的XPS高分辨率c1光谱。
 
 
Figure 3. (a)紫外吸收光谱，(b) 250 ~ 375 nm的PL光谱，(c)分散在水中的t-GQDs的PL激发和发射光谱，(d)分散在水中的t-GQDs的PL衰减光谱。
 
 
Figure 4. h-GQDs修改为t-GQDs的示意图。
 
 
Figure 5. 用不同浓度的t-GQDs(10、50、100和200 ug/mL)处理小鼠肝细胞48小时，以检测(a)细胞活力、细胞外水平(b) ALT，(c)肝细胞LDH释放水平和(d) DCF-DA刺激后ROS水平。e)光镜下观察未处理肝细胞和200 ug t-GQDs和CCl₄处理肝细胞。(f)用DAPI(蓝色)和t-GQDs(绿色)对细胞核进行荧光成像。
 
     相关研究成果于2020年由韩国科学技术高级研究所Sung Oh Cho课题组，发表在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《石墨烯杂志》公众号：