农业废弃物芦苇基多色碳点的可控合成及其在防伪与细胞成像中的应用

为解决农业废弃物高值化利用和多功能荧光材料开发问题，研究人员通过一步水热法调控氮源类型，成功以芦苇为原料制备出氰/绿/黄三色碳点(C-CDs/G-CDs/Y-CDs)。该研究实现粒径(2.58-6.80 nm)与荧光量子产率(7.87%-39.07%)的可控调节，构建的多维防伪系统在紫外激发下显示特异性图案，细胞实验证实其浓度≤250 μg/mL时对HeLa细胞存活率>98%，为生物医学成像和绿色防伪技术提供新策略。

　　

生物基荧光碳点(CDs)凭借环境友好、可再生、易修饰、优异水溶性、发光稳定性和生物相容性等优势引发广泛关注。本研究创新性地采用农业废弃物芦苇，通过一步水热法调控氮源种类，实现青色(C-CDs)、绿色(G-CDs)和黄色(Y-CDs)多色碳点的可控制备。表征数据显示，三种CDs的平均粒径分别为2.58 nm、5.31 nm和6.80 nm，其红移现象源于氮源掺杂诱导的粒径增大以及石墨化程度加深导致的sp²杂化度提升。荧光量子产率(QY)测定显示C-CDs、G-CDs和Y-CDs分别达到15.45%、39.07%和7.87%，且均表现出优异的耐盐性、抗光漂白性和化学稳定性。

基于这些特性，研究团队成功构建了多维防伪系统，在紫外激发下可呈现特定荧光图案。细胞毒性实验(Cell Counting Kit-8, CCK-8)证实，即使浓度高达250 μg/mL时，芦苇基CDs处理的HeLa细胞存活率仍维持在98%以上，展现出卓越的生物相容性和无毒性。这些特性使其在防伪荧光墨水和细胞成像领域具有重要应用价值。该研究不仅实现了农业废弃物的高值化利用，更契合绿色化学和可持续发展理念，为生物医学与功能材料领域提供了创新性解决方案。