
近红外吸收/发光碳点的研究进展
刘钰鹏, 杨钧翔, 郝一鸣, 曲松楠
近红外吸收/发光碳点的研究进展
Recent Advances in Carbon Dots with Near-infrared Absorption/Emission
碳点是一类新兴的零维碳纳米光学材料, 在众多领域备受关注. 近红外光相比于可见光具有更深的组织穿透能力和更低的散射, 在生物成像等领域优势明显. 随着科研人员的探索, 碳点发光带隙的调控从最初的蓝紫光向长波长不断红移. 近年来, 近红外波段吸收/发光的碳点也相继被报道. 本文以本课题组在近红外碳点领域的一系列工作为基础, 总结评述了近红外碳点的制备策略及多方面应用的最新进展, 并对未来的发展方向进行了展望.
Carbon dots(CDs) are an emerging class of zero-dimensional carbon nano-optical materials that are as promising candidates for various applications. Compared with visible light, near-infrared light has deeper tissue penetration and lower scattering, giving it obvious advantages in fields such as biological imaging. Through the exploration of scientific researchers, the optical band gap of CDs has been continuously regulated and red-shifted from the initial blue-violet light to longer wavelengths. In recent years, CDs with near-infrared absorption/emission have been gradually reported. Based on a series of works by our research group on the near-infrared carbon dots, this review summarizes and reviews the latest progress in preparation strategies and applications of near-infrared carbon dots, and prospectively outlines the future development directions.
碳点 / 近红外吸收/发光 / 生物成像 / 光热治疗 / 光动力治疗
Carbon dots / Near-infrared absorption/emission / Bioimaging / Photothermal therapy / Photodynamic therapy
O631
1 |
Ðorđević L., Arcudi F., Cacioppo M., Prato M., Nat. Nanotechnol., 2022, 17(2), 112—130
|
2 |
Xu X., Ray R., Gu Y., Ploehn H. J., Gearheart L., Raker K., Scrivens W. A., J. Am. Chem. Soc., 2004, 126(40), 12736—12737
|
3 |
Sun Y. P., Zhou B., Lin Y., Wang W., Fernando K. A. S., Pathak P., Meziani M. J., Harruff B. A., Wang X., Wang H., Luo P. G., Yang H., Kose M. E., Chen B., Veca L. M., Xie S. Y., J. Am. Chem. Soc., 2006, 128(24), 7756—7757
|
4 |
Ai L., Shi R., Yang J., Zhang K., Zhang T., Lu S., Small, 2021, 17(48), 2007523
|
5 |
Xia C., Zhu S., Feng T., Yang M., Yang B., Adv. Sci., 2019, 6(23), 1901316
|
6 |
Tao S. Y., Xia C. L., Yang B., Chem. J. Chinese Universities, 2023, 44(10), 20230241
陶淞源, 夏春雷, 杨柏. 高等学校化学学报, 2023, 44(10), 20230241
|
7 |
Liu J., Li R., Yang B., ACS Cent. Sci., 2020, 6(12), 2179—2195
|
8 |
Li L., Wu G., Yang G., Peng J., Zhao J., Zhu J. J., Nanoscale, 2013, 5(10), 4015—4039
|
9 |
Zhao Q. L., Zhang Z. L., Huang B. H., Peng J., Zhang M., Pang D. W., Chem. Commun., 2008(41), 5116—5118
|
10 |
Pan D., Zhang J., Li Z., Wu M., Adv. Mater., 2010, 22(6), 734—738
|
11 |
Shen J., Zhu Y., Chen C., Yang X., Li C., Chem. Commun., 2011, 47(9), 2580—2582
|
12 |
Sun H. Z., Yang G. D., Yang B., Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(2), 349—365
孙海珠, 杨国夺, 杨柏. 高等学校化学学报, 2021, 42(2), 349—365
|
13 |
Qu S., Wang X., Lu Q., Liu X., Wang L., Angew. Chem. Int. Ed., 2012, 51(49), 12215—12218
|
14 |
Tian Z., Zhang X., Li D., Zhou D., Jing P., Shen D., Qu S., Zboril R., Rogach A. L., Adv. Opt. Mater., 2017, 5(19), 1700416
|
15 |
Jiang K., Sun S., Zhang L., Lu Y., Wu A., Cai C., Lin H., Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54(18), 5360—5363
|
16 |
Ding H., Yu S. B., Wei J. S., Xiong H. M., ACS Nano, 2016, 10(1), 484—491
|
17 |
Ding H., Wei J. S., Zhang P., Zhou Z. Y., Gao Q. Y., Xiong H. M., Small, 2018, 14(22), 1800612
|
18 |
Liu J., Geng Y., Li D., Yao H., Huo Z., Li Y., Zhang K., Zhu S., Wei H., Xu W., Jiang J., Yang B., Adv. Mater., 2020, 32(17), 1906641
|
19 |
Wareing T. C., Gentile P., Phan A. N., ACS Nano, 2021, 15(10), 15471—15501
|
20 |
Liu J., Kong T., Xiong H. M., Adv. Mater., 2022, 34(16), 2200152
|
21 |
Fang M., Wang B., Qu X., Li S., Huang J., Li J., Lu S., Zhou N., Chin. Chem. Lett., 2024, 35(1), 108423
|
22 |
Bourlinos A. B., Stassinopoulos A., Anglos D., Zboril R., Karakassides M., Giannelis E. P., Small, 2008, 4(4), 455—458
|
23 |
Zhu S., Meng Q., Wang L., Zhang J., Song Y., Jin H., Zhang K., Sun H., Wang H., Yang B., Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52(14), 3953—3957
|
24 |
Liu J., Li D., Zhang K., Yang M., Sun H., Yang B., Small, 2018, 14(15), 1703919
|
25 |
Fu F. M., Xu M. R., Liang Z. S., Huang S. R., Li H., Zhang H. R., Li W., Zheng M. T., Lei B. F., Chem. J. Chinese Universities, 2023, 44(2), 20220464
符芳媚, 徐梦如, 梁梓珊, 黄斯锐, 李晖, 张浩然, 李唯, 郑明涛, 雷炳富. 高等学校化学学报, 2023, 44(2), 20220464
|
26 |
Hong G., Antaris A. L., Dai H., Nature Biomedical Engineering, 2017, 1(1), 0010
|
27 |
He H., Wang Z., Cheng T., Liu X., Wang X., Wang J., Ren H., Sun Y., Song Y., Yang J., Xia Y., Wang S., Zhang X., Huang F., ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8(42), 28529—28537
|
28 |
Lan M., Zhao S., Zhang Z., Yan L., Guo L., Niu G., Zhang J., Zhao J., Zhang H., Wang P., Zhu G., Lee C. S., Zhang W., Nano Res., 2017, 10(9), 3113—3123
|
29 |
Lu S., Sui L., Liu J., Zhu S., Chen A., Jin M., Yang B., Adv. Mater., 2017, 29(15), 1603443
|
30 |
Han T., Wang Y., Ma S., Li M., Zhu N., Tao S., Xu J., Sun B., Jia Y., Zhang Y., Zhu S., Yang B., Adv. Sci., 2022, 9(30), 2203474
|
31 |
Ding H., Zhou X., Qin B., Zhou Z., Zhao Y., J. Lumin., 2019, 211, 298—304
|
32 |
Li Y., Bai G., Zeng S., Hao J., ACS Appl. Mater. Interfaces, 2019, 11(5), 4737—4744
|
33 |
Li D., Jing P., Sun L., An Y., Shan X., Lu X., Zhou D., Han D., Shen D., Zhai Y., Qu S., Zbořil R., Rogach A. L., Adv. Mater., 2018, 30(13), 1705913
|
34 |
Bao X., Yuan Y., Chen J., Zhang B., Li D., Zhou D., Jing P., Xu G., Wang Y., Holá K., Shen D., Wu C., Song L., Liu C., Zbořil R., Qu S., Light Sci. Appl., 2018, 7(1), 91
|
35 |
Li D., Liang C., Ushakova E. V., Sun M., Huang X., Zhang X., Jing P., Yoo S. J., Kim J. G., Liu E., Zhang W., Jing L., Xing G., Zheng W., Tang Z., Qu S., Rogach A. L., Small, 2019, 15(50), 1905050
|
36 |
Liu Y., Lei J. H., Wang G., Zhang Z., Wu J., Zhang B., Zhang H., Liu E., Wang L., Liu T. M., Xing G., Ouyang D., Deng C. X., Tang Z., Qu S., Adv. Sci., 2022, 9(23), 2202283
|
37 |
Zhang T., Cheng Q., Lei J. H., Wang B., Chang Y., Liu Y., Xing G., Deng C., Tang Z., Qu S., Adv. Mater., 2023, 35(35), 2302705
|
38 |
Sk M. A., Ananthanarayanan A., Huang L., Lim K. H., Chen P., J. Mater. Chem. C, 2014, 2(34), 6954—6960
|
39 |
Xu B., Li J., Zhang J., Ning H., Fang X., Shen J., Zhou H., Jiang T., Gao Z., Meng X., Wang Z., Adv. Sci., 2023, 10(4), 2205788
|
40 |
Ru Y., Sui L., Song H., Liu X., Tang Z., Zang S. Q., Yang B., Lu S., Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60(25), 14091—14099
|
41 |
Li D., Ushakova E. V., Rogach A. L., Qu S., Small, 2021, 17(43), 2102325
|
42 |
Yan F., Zhang H., Yu N., Sun Z., Chen L., Sensors and Actuators B: Chemical, 2021, 329, 129263
|
43 |
Wang Z., Yuan F., Li X., Li Y., Zhong H., Fan L., Yang S., Adv. Mater., 2017, 29(37), 1702910
|
44 |
Wang B., Wei Z., Sui L., Yu J., Zhang B., Wang X., Feng S., Song H., Yong X., Tian Y., Yang B., Lu S., Light Sci. Appl., 2022, 11(1), 172
|
45 |
Ji C., Han Q., Zhou Y., Wu J., Shi W., Gao L., Leblanc R. M., Peng Z., Carbon, 2022, 192, 198—208
|
46 |
Jiang L., Ding H., Xu M., Hu X., Li S., Zhang M., Zhang Q., Wang Q., Lu S., Tian Y., Bi H., Small, 2020, 16(19), 2000680
|
47 |
Wang B., Yu J., Sui L., Zhu S., Tang Z., Yang B., Lu S., Adv. Sci., 2021, 8(1), 2001453
|
48 |
Sarkar S., Das K., Ghosh M., Das P. K., RSC Advances, 2015, 5(81), 65913—65921
|
49 |
Tian B., Liu S., Feng L., Liu S., Gai S., Dai Y., Xie L., Liu B., Yang P., Zhao Y., Adv. Funct. Mater., 2021, 31(26), 2100549
|
50 |
Ci Q., Wang Y., Wu B., Coy E., Li J. j., Jiang D., Zhang P., Wang G., Adv. Sci., 2023, 10(7), 2206271
|
51 |
Jia Q., Ge J., Liu W., Zheng X., Chen S., Wen Y., Zhang H., Wang P., Adv. Mater., 2018, 30(13), 1706090
|
52 |
Wang H., Mu Q., Wang K., Revia R. A., Yen C., Gu X., Tian B., Liu J., Zhang M., Applied Materials Today, 2019, 14, 108—117
|
53 |
Li X., Fu Y., Zhao S., Xiao J., Lan M., Wang B., Zhang K., Song X., Zeng L., Chem. Eng. J., 2022, 430, 133101
|
54 |
Guo X. L., Ding Z. Y., Deng S. M., Wen C. C., Shen X. C., Jiang B. P., Liang H., Carbon, 2018, 134, 519—530
|
55 |
Zhang M., Zhai X., Sun M., Ma T., Huang Y., Huang B., Du Y., Yan C., Chem. Soc. Rev., 2020, 49(24), 9220—9248
|
56 |
Zhu Q., Zhang L., Van Vliet K., Miserez A., Holten⁃Andersen N., ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10(12), 10409—10418
|
57 |
Wu F., Su H., Zhu X., Wang K., Zhang Z., Wong W. K., J. Mater. Chem. B, 2016, 4(38), 6366—6372
|
58 |
Liu J., Ge X., Sun L., Wei R., Liu J., Shi L., RSC Advances, 2016, 6(53), 47427—47433
|
59 |
Ding H., Li X. H., Chen X. B., Wei J. S., Li X. B., Xiong H. M., J. Appl. Phys., 2020, 127(23), 231101
|
60 |
Qu S., Zhou D., Li D., Ji W., Jing P., Han D., Liu L., Zeng H., Shen D., Adv. Mater., 2016, 28(18), 3516—3521
|
61 |
Zheng M., Li Y., Liu S., Wang W., Xie Z., Jing X., ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, 8(36), 23533—23541
|
62 |
Liu W., Gu H., Liu W., Lv C., Du J., Fan J., Peng X., Chem. Eng. J., 2022, 450, 137384
|
63 |
Geng B., Hu J., Li Y., Feng S., Pan D., Feng L., Shen L., Nat. Commun., 2022, 13(1), 5735
|
64 |
Jiang Y., Tan Z., Zhao T., Wu J., Li Y., Jia Y., Peng Z., Nanoscale, 2023, 15(4), 1925—1936
|
65 |
Jana D., Wang D., Rajendran P., Bindra A. K., Guo Y., Liu J., Pramanik M., Zhao Y., JACS Au, 2021, 1(12), 2328—2338
|
66 |
Stepanidenko E. A., Skurlov I. D., Khavlyuk P. D., Onishchuk D. A., Koroleva A. V., Zhizhin E. V., Arefina I. A., Kurdyukov D. A., Eurov D. A., Golubev V. G., Baranov A. V., Fedorov A. V., Ushakova E. V., Rogach A. L., Nanomaterials, 2022, 12(3), 543
|
67 |
Huang D., Zhou H., Wu Y., Wang T., Sun L., Gao P., Sun Y., Huang H., Zhou G., Hu J., Carbon, 2019, 142, 673—684
|
68 |
Wang Y., Li X., Zhao S., Wang B., Song X., Xiao J., Lan M., Coord. Chem. Rev., 2022, 470, 214703
|
69 |
Jia Q., Ge J., Liu W., Guo L., Zheng X., Chen S., Chen M., Liu S., Zhang L., Wang M., Zhang H., Wang P., Adv. Healthc. Mater., 2017, 6(12), 1601419
|
70 |
Ge J., Lan M., Zhou B., Liu W., Guo L., Wang H., Jia Q., Niu G., Huang X., Zhou H., Meng X., Wang P., Lee C. S., Zhang W., Han X., Nat. Commun., 2014, 5(1), 4596
|
71 |
Li D., Han D., Qu S. N., Liu L., Jing P. T., Zhou D., Ji W. Y., Wang X. Y., Zhang T. F., Shen D. Z., Light Sci. Appl., 2016, 5(7), e16120
|
72 |
Li D., Qu Y., Zhang X., Zheng W., Rogach A. L., Qu S., Chem. Eng. J., 2023, 454, 140069
|
73 |
Liang T., Liu E., Li M., Ushakova E. V., Kershaw S. V., Rogach A. L., Tang Z., Qu S., ACS Nano, 2021, 15(1), 1579—1586
|
74 |
Bu X., Wang H., Zhang F., Li Q., Zhu J., Ding J., Sun J., Liu Y., Jiang T., ACS Appl. Nano Mater., 2022, 5(8), 11447—11457
|
75 |
Sar D., Ostadhossein F., Moitra P., Alafeef M., Pan D., Adv. Sci., 2022, 9(22), 2202414
|
76 |
Li S., Su W., Wu H., Yuan T., Yuan C., Liu J., Deng G., Gao X., Chen Z., Bao Y., Yuan F., Zhou S., Tan H., Li Y., Li X., Fan L., Zhu J., Chen A. T., Liu F., Zhou Y., Li M., Zhai X., Zhou J., Nature Biomedical Engineering, 2020, 4(7), 704—716
|
77 |
Cheng H. B., Li Y., Tang B. Z., Yoon J., Chem. Soc. Rev., 2020, 49(1), 21—31
|
78 |
Zhao W. B., Chen D. D., Liu K. K., Wang Y., Zhou R., Song S. Y., Li F. K., Sui L. Z., Lou Q., Hou L., Shan C. X., Chem. Eng. J., 2023, 452, 139231
|
79 |
Geng B., Yang D., Pan D., Wang L., Zheng F., Shen W., Zhang C., Li X., Carbon, 2018, 134, 153—162
|
80 |
Geng B., Shen W., Fang F., Qin H., Li P., Wang X., Li X., Pan D., Shen L., Carbon, 2020, 162, 220—233
|
81 |
Zhang Y., Jia Q., Nan F., Wang J., Liang K., Li J., Xue X., Ren H., Liu W., Ge J., Wang P., Biomaterials, 2023, 293, 121953
|
82 |
Zhang H., Cheng Q., Lei J. H., Hao T., Deng C. X., Tang Z., Qu S., J. Colloid Interface Sci., 2023, 644, 107—115
|
83 |
Wang K., Qu L., Yang C., Small, 2023, 19(31), 2206429
|
84 |
Li Q., Cheng D., Gu H., Yang D., Li Y., Meng S., Zhao Y., Tang Z., Zhang Y., Tan J., Qu S., Chem. Eng. J., 2023, 462, 142339
|
/
〈 |
|
〉 |