碳量子点CQDs由sp2和sp3团簇碳结构组成的准球形非晶相碳纳米晶体，周围覆盖着丰富的含氧官能团如羟基、羰基、羧基等，其主要组成元素是C、H、O、N。CQDs的发光机理主要归结于这三种：量子限域效应、表面态发光、分子态发光。碳量子点由易发生π→π*跃迁的C=C、C-C键内核，及分布于表面易发生n→π*跃迁的各种杂原子有机分子官能团组成。碳量子点的结构及成分使得碳量子点对紫外波长（260～320 nm）的短波长光波表现出强烈的吸收，并同时伴随着低强度的可见光（400～710 nm）吸收。

碳量子点的制备方法分为自上而下法和自上而下法。自上而下法是将大尺寸的碳结构材料通过物理或化学方法切割下来，主要包括电弧放电、激光烧蚀法、超声波处理和化学氧化法等。自下而上法则是通过化学反应将小分子前驱体聚集成大尺寸的CQDs，主要包括水/溶剂热、模板法、微波辅助和固相法等。

技术参数

粒度：2-5 nm

状态：棕黄色粉末

产品特点

1.良好的水溶性：碳量子点表面通常含有丰富的亲水基团，如羟基、羧基等，这使得它们能够在水相中均匀分散，有利于在生物体系和水性环境中的应用。

2.低毒性和良好的生物相容性：碳量子点对生物体的毒性较低，不会引起明显的细胞损伤或免疫反应。

3.化学稳定性高：能够在较宽的pH值范围、温度条件和化学环境中保持稳定的结构和性能。

4.易于功能化修饰：表面丰富的官能团为进一步的化学修饰提供了活性位点，可以连接各种生物分子、药物分子或其他功能性基团。

5.优异的光学性能:具有较强的荧光发射，且荧光量子产率较高。其荧光发射波长可调，可通过改变尺寸、表面状态或掺杂等方式实现。

应用

1.生物成像：碳量子点具有良好的生物相容性和低毒性，能够进入细胞内部而不产生明显的细胞毒性。例如，经过特定抗体修饰的碳量子点可以特异性**记癌细胞表面的抗原，从而实现对癌细胞的高分辨率成像，有助于癌症的早期诊断。

2.生物检测：由于碳量子点的荧光会受到金属离子的影响，可用于检测环境或生物样品中的金属离子。比如，当存在汞离子时，碳量子点的荧光会发生猝灭，从而实现对汞离子的灵敏检测。同时能与特定的生物分子（如蛋白质、核酸、葡萄糖等）相互作用，导致荧光变化，用于生物分子的定量检测。例如，通过与适配体结合，碳量子点可以特异性地识别并检测血液中的微量生物标志物，如肿瘤标志物。

3.光催化分解水制氢：与半导体材料复合，促进光生电荷的分离和转移，提高光催化分解水制氢的效率。例如，将碳量子点负载在二氧化钛表面，显著增强了二氧化钛在可见光下的光催化活性，提高了产氢量。

4.发光器件：作为发光层或辅助层应用于LED中，改善器件的性能。例如，基于碳量子点的LED可以实现高亮度、宽色域的发光。

5.药物载体：利用其表面官能团负载药物分子，并通过刺激响应（如 pH、温度、光等）实现药物的控制释放。比如，在酸性环境（如肿瘤组织的微环境）中，碳量子点载药系统会释放出药物，实现肿瘤的靶向治疗。

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