近期，国际著名期刊《Nature Communications》在线发表了beat365中文版官方网站beat365中文版官方网站钟晓霞教授与合作者完成的题为“Photoluminescence mechanism of carbon dots: triggering high-color-purity red fluorescence emission through edge amino protonation”的论文，论文在碳量子点光致发光机制及长波长荧光发光调控研究取得重要进展。
图1.氨基质子化引发碳量子点能隙变窄，导致单、双光子荧光发光波长红移及荧光峰宽变窄.
碳量子点是近年发展起来的以碳为骨架结构、尺寸小于10 nm的新型零维碳基纳米材料，具有碳点和石墨烯量子点两种存在形式。碳量子点与传统的半导体量子点相比，具有低细胞毒性、更好的生物相容性，光学稳定性，独特的可调谐光致发光、及转换荧光发光特性。目前, 碳量子点在生物医学（如图1-3所示）荧光成像、载药、肿瘤诊断、癌症治疗等领域具有重要的应用价值而被业界视为“Next Big Small Thing”。
图2. 碳量子点的透射电镜成像，XPS能谱、及质子化作用后的单、双光子荧光光谱图.
同时，研究中发现，2,3-二氨基吩嗪，既是邻苯二胺分子的氧化产物，也决定着碳量子点的荧光发光性质。这表明，碳量子点的荧光性质与其碳源前驱物在制备过程中产生的反应产物的荧光性质有着强烈的关联。因此，研究结果提示，碳源前驱物的转化过程中各中间产物的荧光性质，可以用以预测碳量子点的荧光发光，并进一步指导特定波长荧光碳点的可控性制备。
图 3. 邻苯二胺（o-phenylenediamine，OPD）及碳量子点 (Carbon Dots, CDs) 质子化过程中的傅里叶红外光谱（FITR）及核磁共振氢谱(H1 NMR)的对比.
本项研究工作中，beat365中文版官方网站的张卿博士后为论文的第一且共同通讯作者，钟晓霞教授为共同通讯作者，合作者还包括澳大利亚昆士兰科技大学（Queensland University of Technology）的Kostya (Ken) Ostrikov 教授。研究工作得到了国家自然科学基金(No.11675109)，国家重点研究发展计划 (No. 2018YFA0306304），上海市自然科学基金(No. 21ZR1435200)，中国博士后基金(No.2020TQ0197) 的资助。
