鈣是維持生物體生命活動的必需元素之一。它在骨骼生長、肌肉活動、酸堿平衡、神經活動中起著不可替代的作用。作為通用的第二信使，鈣離子調節多種重要的細胞功能，如分化、增殖、生長和基因轉錄等。近期的研究還表明，癌細胞中的鈣離子狀態與腫瘤的發生、轉移，以及血管生成均有關。因此檢測鈣離子濃度，特別是檢測細胞內的鈣離子濃度具有重要的意義。
近期，中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所董文飛團隊在前期碳點研究的基礎上，開發了一種新型的熒光碳點，能有效檢測細胞中的鈣離子水平。經過多次嘗試及對反應條件的控制，課題組創新性地提出了一種二次水熱合成法制備功能性碳點：在一步水熱得到的藍光碳點基礎上，引入鈣離子螯合劑EGTA，通過二次水熱，直接得到了表面被EGTA修飾的碳點。在該方法中，所有的反應均在同一個高壓反應釜中進行，且產物無需二次純化和分離，相比傳統的EDC/NHS偶連法，該方法具有操作簡單、環境更加友好等優點。
實驗證實，該碳點本身顯示明亮的藍色熒光，隨著鈣濃度的增加，熒光強度急劇下降。熒光猝滅與鈣離子的濃度正相關，在15至300μM的范圍內具有良好的線性，檢出限為0.38μM。同時，研究表明該碳點對鈣離子的檢測是一種靜態的熒光猝滅過程。該碳點有望應用于活細胞鈣離子濃度檢測中。相應的研究成果已發表(ACS Applied Materials & Interfaces)，第一作者為岳娟。
圖1. 碳點對鈣離子的檢測示意圖
圖2. HeLa細胞的共聚焦顯微鏡圖像，在鈣離子存在時，細胞中碳點的熒光明顯減弱
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