荧光碳点的制备及其肿瘤诊断和治疗中的应用研究进展

吕春祥， 李利平

(1. 中国科学院 山西煤炭化学研究所，中国科学院炭材料重点实验室，山西 太原030001； 2. 碳纤维制备技术国家工程实验室，山西 太原030001; 3. 中国科学院大学，北京100049； 4. 山西医科大学，山西 太原030001)

1 前言

碳点(Carbon dots, 简称CDs)是一种尺寸小于10 nm的碳纳米粒子，因其具有良好的荧光性能，也被称为荧光碳点。自2004年Xu等[1]用电泳的方法纯化单层碳纳米管时首次被发现，到2006年被Sun等[2]正式命名为碳点，碳点的发展已有十余年，其概念也发生了拓展，成为了一类荧光碳纳米材料的统称。与有机荧光染料相比，碳点的激发和发射光谱宽且连续，呈现一元激发、多元发射的特性[3]；荧光稳定性高，耐光漂白，可以实现活体组织内的长期标记；且发射波长可调。与传统半导体量子点相比，碳点的生物相容性良好且毒性低，不含重金属元素。上述特点使得碳点成为一种理想的有机荧光染料和无机量子点的替代品，在生物医学领域具有很大的发展潜力。

目前报道的碳点种类繁多，包括碳纳米点、石墨烯量子点和聚合物点。不同方法制备得到的碳点的发光机理不尽相同，且目前对于碳点的发光机理没有统一的解释。可能的发光机理主要是碳核本征态的发光(量子尺寸效应)、缺陷态的发光(表面缺陷态、边缘态、杂原子掺杂等)和分子态发光[4-6]。

近年来，关于碳点的报道呈现爆发式的增长，大致分为两个阶段，第一阶段是关于碳点的制备方法，第二阶段是关于碳点应用领域的拓展。本文从制备工艺的角度对碳点的制备进行阐述，综述碳点在肿瘤诊断和治疗中最新的应用研究，同时对未来研究方向进行展望。……