铜离子（Cu2+）在许多生产生活领域中发挥着重要作用，同时在生理营养中具有不可替代的作用。人体过量的Cu2+摄入会导致其呼吸频率升高和血压升高，还会产生一些神经学疾病（比如老年痴呆症等）或对其他器官造成危害。但是铜离子摄入过少也会导致一些疾病的产生，比如结肠癌、基因缺陷以及心血管疾病等。另一方面，L-半胱氨酸（L-Cys）作为一类人体内的非必需氨基酸，在维持众多的病理和生理进程中起着重要的作用，许多疾病（如脑损伤、水肿、皮肤损伤、肝损伤、脱发、阿尔兹海默症以及生长迟缓等等）都与人体系统中的L-Cys水平异常有关，监测生理水平L-Cys的浓度已经引起临床医学的高度关注。
近期，苏州医工所董文飞课题组与武汉大学刘威教授合作，开发出一种新型的荧光碳点，能够有效检测环境体系中及细胞中的铜离子和L-半胱氨酸。研究人员使用APTES和中性红为前驱体通过水热法合成了具有红色荧光的Si-CDs，该水溶性碳点呈现出均一形貌、抗光漂白性能、生物安全以及细胞标记等优点。该红光碳点在逐步加入Cu2+和L-Cys后拥有“on-off-on”三种发射态，表明所制备的Si-CDs可作为多功能纳米荧光传感器平台在生物类样品成像方面有着一定的应用前景，并且其相关荧光机理都在文中进行了详尽的讨论。细胞内共定位试验显示该碳点材料能特异性标记到溶酶体内成像，同时能在细胞内检测铜离子和L-半胱氨酸。
基于Si-CDs的荧光纳米传感器操作简单，对Cu2+和L-Cys具有高灵敏性和良好的选择性，实现了对实际样品中待测物的检测分析，可以进一步应用于生物成像和诊疗领域。相关的研究成果已发表在Journal of Materials Chemistry B（DOI: 10.1039/c9tb02681a）期刊，第一作者为昝明辉，董文飞研究员和刘威教授为通讯作者。
论文标题：A novel "on-off-on" fluorescence assay for the discriminative detection of Cu(ii) and l-cysteine based on red-emissive Si-CDs and cellular imaging applications
论文链接：https://doi.org/10.1039/C9TB02681A
图1. 碳点检测示意图。
图2. 碳点双模式检测铜离子和L-半胱氨酸。
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