J 2021

Exploring the Emission Pathways in Nitrogen-Doped Graphene Quantum Dots for Bioimaging

GOMEZ PEREZ, Inmaculada Jennifer, Manuel Vasques SULLEIRO, Anna DOLEČKOVÁ, Naděžda PIZÚROVÁ, Jiřina MEDALOVÁ et. al.

Základní údaje

Originální název

Exploring the Emission Pathways in Nitrogen-Doped Graphene Quantum Dots for Bioimaging

Autoři

GOMEZ PEREZ, Inmaculada Jennifer (724 Španělsko, domácí), Manuel Vasques SULLEIRO (724 Španělsko), Anna DOLEČKOVÁ (203 Česká republika, domácí), Naděžda PIZÚROVÁ (203 Česká republika), Jiřina MEDALOVÁ (203 Česká republika, domácí), Rajarshi ROY (356 Indie, domácí), David NEČAS (203 Česká republika) a Lenka ZAJÍČKOVÁ (203 Česká republika, garant, domácí)

Vydání

Journal of Physical Chemistry C, American Chemical Society, 2021, 1932-7447

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10305 Fluids and plasma physics

Stát vydavatele

Spojené státy

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 4.177

Kód RIV

RIV/00216224:14310/21:00119558

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

DOI

UT WoS

000704295900032

Klíčová slova anglicky

Fluorescence; Chemical synthesis; Transmission electron microscopy; Quantum mechanics; Functional groups

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 15. 2. 2023 16:48, doc. Mgr. Lenka Zajíčková, Ph.D.

Anotace

V originále

Graphene quantum dots (GQDs) with tunable fluorescence emission promise excellent bioapplication potential, especially in bioimaging. We report the synthesis of nitrogen-doped GQDs (N-GQDs) from glucose and ethylenediamine, cheap and safe chemicals, using a one-step and fast microwave-assisted hydrothermal method. Our N-GQDs exhibit fluorescence in the entire visible spectral region, which extends to near-ultraviolet and slightly to near-infrared. Since the origin of fluorescence and its relation to the structure and synthesis conditions are not yet fully understood, we also concentrated on the fluorescence mechanism explanation. Structural characterization with steady-state and time-resolved photoluminescence measurements indicated that band-to-band transitions, size effect, and different nitrogen and oxygen functional groups play a role in this multicolor emission. Remarkably, we found for the first time the evidence that directly relates a change in the N-GQD work function to the change in oxygen groups under UV irradiation via ultraviolet photoelectron spectroscopy. Thus, we confirmed that for λex ≲ 380 nm, photooxidation processes occurred, which led to chemical modification, thereby lowering the work function in the N-GQDs. The N-GQDs were proved to be highly biocompatible by a cell viability assay using vascular smooth muscle cells. Together with the wide spectral range emission observed in confocal fluorescence imaging, it demonstrated the potential of the N-GQDs for in vitro bioimaging applications.

Návaznosti

EF17_043/0009632, projekt VaV
Název: CETOCOEN Excellence
EF18_070/0009846, projekt VaV
Název: MSCAfellow2@MUNI
EF20_079/0017045, projekt VaV
Název: MSCAfellow4@MUNI
GA18-12774S, projekt VaV
Název: Plazmové polymery připravené na nanovlákenných membránách pro inženýrství cévní tkáně
Investor: Grantová agentura ČR, Plazmové polymery připravené na nanovlákenných membránách pro inženýrství cévní tkáně
LM2018121, projekt VaV
Název: Výzkumná infrastruktura RECETOX (Akronym: RECETOX RI)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, RECETOX RI
LM2018129, projekt VaV
Název: Národní infrastruktura pro biologické a medicínské zobrazování Czech-BioImaging
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, National research infrastructure for biological and medical imaging
LQ1601, projekt VaV
Název: CEITEC 2020 (Akronym: CEITEC2020)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, CEITEC 2020
857560, interní kód MU
(Kód CEP: EF17_043/0009632)
Název: CETOCOEN Excellence (Akronym: CETOCOEN Excellence)
Investor: Evropská unie, CETOCOEN Excellence, Spreading excellence and widening participation