Научно-исследовательский проект “Фотофлуоресцентные углеродные точки из полисахаридных прекурсоров”

Целью работы являлось получение С-точек методом гидротермального синтеза из растворов природных полисахаридных прекурсоров и исследование их свойств.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Приготовление растворов полисахаридов фукоидана, хитозана и их полиэлектролитных комплексов.
2. Исследование размеров С-точек с помощью методов статического и динамического светорассеяния.
3. Экспериментальное исследование и получение спектров флуоресценции и поглощения полученных С-точек.
4. Исследование влияния параметров синтеза на квантовый выход люминесценции и максимум интенсивности люминесценции.

Методы решения задач проекта. Для решения поставленных задач нами было выбрано несколько методов исследования, которые были разделены на несколько этапов.

В данном проекте экспериментально исследованы наноразмерные углеродные точки (С-точки), проявляющие фотолюминесценцию. Поскольку C-точки малотоксичны, химически инертны и водорастворимы, они являются перспективной заменой полупроводниковых квантовых точек и органических красителей в различных биомедицинских приложениях, таких как визуализация, зондирование и фотокатализ. В данном проекте C-точки были получены гидротермальным методом из водных растворов полисахаридов: катионного олигохитозана OCS, содержащего NH- и NH₂-группы, сульфатированного анионного полисахарида фукоидана FUC и их полиэлектролитных комплексов. Стоит отметить, что несомненным преимуществом гидротермального метода является его полная экологичность, поэтому данный метод представляет интерес также с точки зрения «зеленой» химии. Методами светорассеяния были охарактеризованы водные растворы FUC, OCS и комплексов FUC/OCS, в том числе определены размеры получаемых С-точек. В ходе исследования были получены инфракрасные спектры. Также были получены спектры возбуждения и поглощения продуктов гидротермального синтеза. Сделаны выводы об особенностях влияния параметров синтеза на квантовый выход люминесценции и максимум интенсивности. Путем варьирования параметров синтеза удалось достичь значений квантового выхода порядка 25%. Полученные результаты имеют практическое значение и могут служить основой для создания инкапсулирующих агентов для улучшения средств биовизуализации при диагностике рака в различных медицинских учреждениях Санкт-Петербурга.