雙光子熒光成像技術(shù)具有近紅外激發(fā)、避免光毒作用和光漂白、自發(fā)熒光干擾弱及較深的組織穿透深度等優(yōu)點(diǎn),，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域研究中受到極大關(guān)注,。開發(fā)具有高雙光子吸收截面、生物相溶性好的材料作為雙光子熒光探針,，是活細(xì)胞和深層組織成像研究領(lǐng)域的關(guān)鍵和熱點(diǎn),。  

　　國(guó)家納米科學(xué)中心宮建茹研究組以氧化石墨烯為前驅(qū)體，N,N-二甲基甲酰胺作氮源,，合成了氮摻雜的石墨烯量子點(diǎn)(N-GQD),。該N-GQD納米材料在近紅外飛秒激光激發(fā)下發(fā)出很強(qiáng)的熒光,，雙光子吸收截面高達(dá)48000GM，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了有機(jī)染料分子,，為碳材料中所報(bào)道的最高值,，與半導(dǎo)體量子點(diǎn)材料相當(dāng)。N-GQD顯著的量子效應(yīng),、剛性的π-π共軛結(jié)構(gòu)都使其具有較強(qiáng)的雙光子吸收,。同時(shí)，摻雜的氮以烷基氨的形式鍵聯(lián)到N-GQD的芳香環(huán)上,，烷基氨的強(qiáng)供電子效應(yīng)使N-GQD的雙光子吸收進(jìn)一步增強(qiáng),。N-GQD在組織模型中的雙光子成像研究表明其組織穿透深度可達(dá)到1800微米，突破了傳統(tǒng)雙光子熒光成像深度的極限,。此外,，N-GQD在水、磷酸鹽緩沖液和細(xì)胞培養(yǎng)基中具有良好的分散性,，幾乎沒有細(xì)胞毒性,，不易發(fā)生光漂白，顯示了其在長(zhǎng)時(shí)間活體生物組織成像及相關(guān)應(yīng)用,，如生物組織結(jié)構(gòu)的觀察,、疾病的診斷等中的潛在應(yīng)用價(jià)值。以上工作發(fā)表在Nano Lett.(2013, 13, 2436-2441),。  

　　該組最近的相關(guān)系列研究成果已發(fā)表在Adv. Mater.(2013, DOI: 10.1002/adma.201301207),，Nano Lett.(2012, 12, 4584)，J. Am. Chem. Soc. (2011, 133, 10878),。  

　　上述研究工作得到中國(guó)科學(xué)院,、國(guó)家自然科學(xué)基金委及科技部的大力支持。