钙是维持生物体生命活动的必需元素之一。它在骨骼生长、肌肉活动、酸碱平衡、神经活动中起着不可替代的作用。作为通用的第二信使，钙离子调节多种重要的细胞功能，如分化、增殖、生长和基因转录等。近期的研究还表明，癌细胞中的钙离子状态与肿瘤的发生、转移，以及血管生成均有关。因此检测钙离子浓度，特别是检测细胞内的钙离子浓度具有重要的意义。
近期，中科院苏州医工所董文飞团队在前期碳点研究的基础上，开发了一种新型的荧光碳点，能有效检测细胞中的钙离子水平。经过多次尝试及对反应条件的控制，课题组创新性地提出了一种二次水热合成法制备功能性碳点：在一步水热得到的蓝光碳点基础上，引入钙离子螯合剂EGTA，通过二次水热，直接得到了表面被EGTA修饰的碳点。在该方法中，所有的反应均在同一个高压反应釜中进行，且产物无需二次纯化和分离，相比传统的EDC/NHS偶连法，该方法具有操作简单、环境更加友好等优点。
实验证实，该碳点本身显示明亮的蓝色荧光，随着钙浓度的增加，荧光强度急剧下降。荧光猝灭与钙离子的浓度正相关，在15至300μM的范围内具有良好的线性，检出限为0.38μM。同时，研究表明该碳点对钙离子的检测是一种静态的荧光猝灭过程。该碳点有望应用于活细胞钙离子浓度检测中。相应的研究成果已发表(ACS Applied Materials & Interfaces)，第一作者为岳娟。
论文连接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b13737
图1. 碳点对钙离子的检测示意图
图2. HeLa细胞的共聚焦显微镜图像，在钙离子存在时，细胞中碳点的荧光明显减弱
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