Highly fluorescent near-infrared emitting carbon dots derived from lemon juice and its bioimaging application

Ding, Hui; Zhou, Xiuping; Botao1, QIN; Zhou, Ziyuan; Zhao, Yun‐Peng

doi:10.1016/j.jlumin.2019.03.064

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“…They emit bright fluorescence with band maxima observed in yellow [135,136], orange [137,138], and red [78,139,140] colors. The near-IR absorbing and emitting nanoparticles were recently obtained [141,142]. Thus, the spectroscopic coverage by these emitters is very broad, similarly to the well-known visible fluorescent proteins [143].…”

Section: What Determines the Excitation And Emission Peak Positions?mentioning

confidence: 99%

Excitons in Carbonic Nanostructures

Demchenko

2019

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Unexpectedly bright photoluminescence emission can be observed in materials incorporating inorganic carbon when their size is reduced from macro–micro to nano. At present, there is no consensus in its understanding, and many suggested explanations are not consistent with the broad range of experimental data. In this Review, I discuss the possible role of collective excitations (excitons) generated by resonance electronic interactions among the chromophore elements within these nanoparticles. The Förster-type resonance energy transfer (FRET) mechanism of energy migration within nanoparticles operates when the composing fluorophores are the localized electronic systems interacting at a distance. Meanwhile, the resonance interactions among closely located fluorophores may lead to delocalization of the excited states over many molecules resulting in Frenkel excitons. The H-aggregate-type quantum coherence originating from strong coupling among the transition dipoles of adjacent chromophores in a co-facial stacking arrangement and exciton transport to emissive traps are the basis of the presented model. It can explain most of the hitherto known experimental observations and must stimulate the progress towards their versatile applications.

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Section: What Determines the Excitation And Emission Peak Positions?mentioning

confidence: 99%

Excitons in Carbonic Nanostructures

Demchenko

2019

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“…A primeira banda de absorção, localizada na faixa de 190 -250 nm é atribuída à transição eletrônica π -π * das ligações C = C (domínios sp 2 ). A segunda faixa de absorção (250-400 nm), corresponde à transição eletrônica n -π * das ligações C=O [13,14,15]. Todos os carbon dots sintetizados tiveram o mesmo perfil das bandas de absorção.…”

Section: Figura 2: Histogramas Da Distribuição De Tamanho Médio Dos (unclassified

“…Segundo Sharma et al (2017) [11] esses precursores podem ser derivados de animais, humanos, alimentos e materiais residuais. Em vista disso, devido o limão ser uma das frutas mais consumidas do mundo, tornou-se um dos resíduos mais explorados na síntese verde de C-Dots, onde são utilizadas suas cascas, sucos e extratos [13,14,15,16]. Esses resíduos, têm em sua composição ácido cítrico, ácido ascórbico, vitaminas do complexo B, flavonoides, sais minerais e pequenas concentrações de compostos nitrogenados e substâncias pécticas [17,18].…”

Section: Introductionunclassified

“…Basavaiah et al (2018) [15] sintetizaram carbon dots do suco de limão com etanol, obtendo um C-Dots com luminescência no azul, o qual foi aplicado em imageamento celular. Comumente, na literatura, utiliza-se o suco de limão como precursor, sendo menos frequente o uso das suas cascas [13]. Ademais, os trabalhos que envolvem o uso dessas, utilizam solventes tóxicos e/ou rotas sintéticas menos brandas, a exemplo de Tyagi et al (2016) [16], os quais sintetizaram C-Dots a partir de resíduos das cascas de limão, por meio de um processo hidrotermal, onde foram imobilizados com o TiO2, para o desenvolvimento de uma sonda fluorescente, para detecção de Cr(VI).…”

Section: Introductionunclassified

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Resíduo de fruta cítrica como precursor de Carbon dots: um estudo de reprodutibilidade

et al. 2020

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Nos últimos anos, a busca por precursores verdes para a síntese de nanopartículas de carbono (carbon dots), tem despertado interesse da comunidade científica, devido dentre outros aspectos, o alinhamento com a química verde, abundância de resíduos carbonáceos e ampla faixa de aplicações desses nanomateriais. Nesse sentido, uma estratégia simples, verde e de baixo custo, foi desenvolvida para a síntese reprodutível de carbon dots (C-dots) usando extrato do bagaço de limão, proveniente de diferentes cidades de Alagoas, Brasil, a saber Rio Largo, Coruripe e Maceió. As dispersões aquosas das nanopartículas, exibiram emissão no verde, tamanhos médios abaixo de 10 nm e índice de polidispersividade entre 0-1, indicando uma distribuição monodispersa das nanopartículas. As análises de FTIR e absorção UV-Vis evidenciaram a presença de estiramentos vibracionais de grupos funcionais oxigenados e bandas de absorção atribuídas as transições π - π* (230 nm) e n - π* em (286 nm), respectivamente. Os espectros de fotoluminescência, mostraram que a emissão dos C-dots é dependente do comprimento de onda de excitação, exibindo uma intensidade máxima em 445 nm, quando excitados em 350 nm. Assim, foi observada uma boa correlação das propriedades ópticas e estruturais dos C-dots, indicando a reprodutibilidade dessas nanopartículas. Além disso, os C-Dots exibiram potencial aplicação como sensor de cromo (VI), demonstrando que o uso do extrato do bagaço de limão é uma forma eficiente de produzir C-dots de baixo custo via química verde.

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“…Ding et al. have reported bioimaging application of highly fluorescent near‐infrared emitting CDs . Up to now, very few reports are available on the modified CQDs‐based fluorescent probes as sensing system for S 2− ion detection; however, no reports are available on the unmodified CQDs.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Sweet Corn (Zea mays L. var. rugosa) Derived Fluorescent Carbon Quantum Dots for Selective Detection of Hydrogen Sulfide and Bioimaging Applications

Rajendran

Kasthuri³

et al. 2019

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We report a green, simple, and facile fluorometric method for the detection of hydrogen sulfide (S 2À ) using bluish green carbon quantum dots (CQDs) derived from sweet corn (Zea mays L. var. rugosa) as carbon source. The optical properties of the CQDs were studied using UV-visible, PL spectra and lifetime measurements. High-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM), atomic force microscope (AFM) and dynamic light scattering (DLS) were used for morphological studies. Xray diffraction (XRD) technique was used for phase analysis. Zeta potential, Fourier transform infrared (FT-IR), Raman and Xray photoelectron spectroscopy (XPS) were used to measure the charge and composition of QDs. The prepared CQDs having size less than 2.4 nm with bluish green emission at ∼ 470 nm and showed excellent stability for more than 6 months in aqueous medium. The synthesized CQDs showed highly sensitive and selective detection of sulfide ions (S 2À ) in aqueous medium over other toxic metal ions and inorganic salts, and the detection limit was 8 nM in the linear range from 5 to 100 nM. The synthesized CQDs had excellent hemocompatibility as evidenced from the hemolytic assay (2.86 %) and ESR estimation (7.5 mm/h) on human RBCs. The cell viability of CQDs was evaluated on Vero and A549 cell line by MTT assay, which produced more than 90 % of cell viability in both cell lines at 250 μg/mL concentration. Owing to their biocompatible nature, the synthesized CQDs were used as a fluorescent probe for in vitro bioimaging applications.

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Highly fluorescent near-infrared emitting carbon dots derived from lemon juice and its bioimaging application

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Resíduo de fruta cítrica como precursor de Carbon dots: um estudo de reprodutibilidade

Sweet Corn (Zea mays L. var. rugosa) Derived Fluorescent Carbon Quantum Dots for Selective Detection of Hydrogen Sulfide and Bioimaging Applications

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