சிவப்பு உமிழ்வு கார்பன் புள்ளிகளின் ஒரு படி தொகுப்பு

கார்பன் புள்ளிகள் (CDs-Carbon Dots) ஒரு வகையான பூஜ்ஜிய பரிமாண கார்பனேசிய நானோ பொருள். அவற்றின் மிகச்சிறிய அளவு (பொதுவாக 10nm-க்கும் குறைவானது), எளிமையான தொகுப்பு, குறைந்த நச்சுத்தன்மை, நன்கு ஆவணப்படுத்தப்பட்ட உயிர் இணக்கத்தன்மை மற்றும் சிறந்த ஒளிரும் பண்புகள் ஆகியவற்றின் காரணமாக, குறுந்தகடுகள் பரந்த பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. குறிப்பாக உயிரி வரைபடம் மற்றும் பயோமெடிக்கல் துறைகளில் பயன்படுகிறது. இப்போது வரை, 60% க்கும் அதிகமான ஒளிமின்னழுத்த குவாண்டம் விளைச்சலுடன் கூடிய திறமையான நீலம் மற்றும் பச்சை உமிழ்வுகள் (PLQY- photoluminescence quantum yield) பல குறுந்தகடு அமைப்புகளில் பதிவாகியுள்ளன. அதே நேரத்தில் திறமையான தூய சிவப்பு உமிழ்வு குறுந்தகடுகள் இன்னும் குறைவாகவே உள்ளன. 650‒1450 nm வரையிலான சிவப்பு நிறத்தில் இருந்து NIR வரம்பில் ஒரு சிறந்த நிறமாலை சாளரத்தை vivo fluorescence (FL) வரைபடத்தில் ஆக்கிரமிப்பு அல்ல. எனவே, நீர் கரைசல்களில் சிவப்பு நிறத்தில் இருந்து NIR பகுதியில் வலுவான உமிழ்வைக் கொண்ட குறுந்தகடுகள் மிகவும் விரும்பப்படுகின்றன.

லைட் சயின்ஸ் & அப்ளிகேஷனில் வெளியிடப்பட்ட புதிய ஆய்வறிக்கையில், கல்வி அமைச்சின் கூட்டு முக்கிய ஆய்வகம், அப்ளைடு பிசிக்ஸ் அண்ட் மெட்டீரியல்ஸ் இன்ஜினியரிங் நிறுவனம், மக்காவ் பல்கலைக்கழகம், தைபா, மக்காவ் SAR, சீனாவின் பேராசிரியர் சோங்னன் கு தலைமையிலான விஞ்ஞானிகள் குழுவுடன் பணிபுரிபவர்கள் சிட்ரிக் அமிலம் மற்றும் யூரியாவில் இருந்து சிகப்பு உமிழ்வு FA-CDகளின் ஒரு படி வெப்ப கரைசல் தொகுப்பை சிக்கலான சுத்திகரிப்பு நடைமுறைகள் இல்லாமல் உருவாக்கியுள்ளனர்.

வெவ்வேறு கரைப்பானில் உள்ள வெப்ப கரைசல் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட மாதிரிகளின் ஒளியியல் பண்புகள் மற்றும் இரசாயன கட்டமைப்புகளை ஒப்பிடுவதன் மூலம், C=O குழுக்களை திரும்பப் பெறும் எலக்ட்ரான்களின் அதிக உள்ளடக்கம் மற்றும் FA‑CDகளின் மேற்பரப்பில் −NH மற்றும் −OH குழுவை தானம் செய்யும் புரோட்டானின் குறைந்த உள்ளடக்கம் அவற்றின் கணக்குகளுக்கு தூய சிவப்பு உமிழ்வு BSA-ஐப் பயன்படுத்திய பிறகு, 21.8% வரை உயர் PL QY மற்றும் கணிசமாக மேம்படுத்தப்பட்ட பலபடி  ஃபோட்டான் சிவப்பு ஒளிருதல் ஆகியவை FA- CDs@BSA  நீர் கரைசல்களில் உணரப்பட்டன. FA-CD மற்றும் FA-CD@BSA-கள் இரண்டும் மிகக் குறைந்த நச்சுத்தன்மையை வெளிப்படுத்தி, விவோவில் சிறுநீரகமாக வெளியேற்றப்பட்டன. மிக முக்கியமாக, FA-CDs@BSA  நீர் கரைசல்களின் நரம்பு ஊசி மூலம் vivo red FL கட்டி வரைபடம் மற்றும் இரு-ஃபோட்டான் சிவப்பு FL  வரைபடம் ஆகியவை தெளிவாக உணரப்பட்டன.

“எங்கள் அறிவின்படி, CD-களை அடிப்படையாகக் கொண்ட பாலூட்டிகளில் இரண்டு ஃபோட்டான் FL வரைபடத்தை உணர்ந்துகொள்வது இதுவே முதல் முறை. இந்த ஆய்வு குறைந்த விலை வலுவான சிவப்பு/NIR உமிழும் குறுந்தகடுகளின் பகுத்தறிவு வடிவமைப்பு அவற்றின் உயர்நிலைக்கு மேம்படுத்தும் என்று எதிர்பார்க்கிறோம். மேலும் இந்த ஆய்வு செயல்திறன் உயிரியலில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.” என்று விஞ்ஞானிகள் தெரிவித்தனர்.

References:

• Zhang, H., Wang, G., Zhang, Z., Lei, J. H., Liu, T. M., Xing, G., & Qu, S. (2022). One step synthesis of efficient red emissive carbon dots and their bovine serum albumin composites with enhanced multi-photon fluorescence for in vivo bioimaging. Light: Science & Applications, 11(1), 1-14.
• Wang, J., Zhu, Y., & Wang, L. (2019). Synthesis and Applications of Red‐Emissive Carbon Dots. The Chemical Record, 19(10), 2083-2094.
• Sun, S., Zhang, L., Jiang, K., Wu, A., & Lin, H. (2016). Toward high-efficient red emissive carbon dots: facile preparation, unique properties, and applications as multifunctional theranostic agents. Chemistry of Materials, 28(23), 8659-8668.
• Karakoçak, B. B., Liang, J., Kavadiya, S., Berezin, M. Y., Biswas, P., & Ravi, N. (2018). Optimizing the synthesis of red-emissive nitrogen-doped carbon dots for use in bioimaging. ACS Applied Nano Materials, 1(7), 3682-3692.
• Hallaji, Z., Bagheri, Z., Kalji, S. O., Ermis, E., & Ranjbar, B. (2021). Recent advances in the rational synthesis of red-emissive carbon dots for nanomedicine applications: A review. FlatChem, 29, 100271.