编辑推荐：碳点（CDs）的生物相容性极佳，已经成为荧光标记领域的重要材料。碳点与生物的相互作用已经开始突破细胞层面的限制。如今，研究人员已经开始尝试在大型多细胞生物体系中引入碳点，以实现生物功能材料的全新突破。
在纳米技术与生物学的交叉领域，利用纳米材料培育功能特异性生物已成为研究热点。迄今为止，以荧光生物材料为例，产生荧光生物材料主要通过转基因技术，这类技术不仅对物种带来潜在伤害，而且操作复杂，成本极高，不适合大规模制备。为此，研究者将目光专向了生物相容性良好的碳点作为生物荧光材料的新光源。
2017年，一篇题为“Cultivating Fluorescent Flowers with Highly Luminescent Carbon Dots Fabricated by a Double Passivation Method”的文章发表于nanomaterials，引起了广泛关注。文中，作者使用柠檬酸，乙二胺和氢氧化钙在水热条件下制备了一种蓝色发光的水溶性碳点，并将其加入植物培养液中，成功培育出带有蓝色荧光的康乃馨花束，使得康乃馨的浪漫进一步升级。
碳点与动物的故事大多发生在蚕身上。早期利用碳点制备荧光蚕丝的尝试来自山东大学，北京化工大学和东华大学的联合团队。2019年，该团队在Nano-Micro Letters上发表了一篇名为“Super-strong and Intrinsically Fluorescent Silkworm Silk from Carbon Nanodots Feeding”的文章，制备出基于碳点的蓝色发光蚕丝，该款蚕丝不仅保留了碳点良好的蓝光发射能力，而且机械性能也获得了较大提升，这种蚕丝的大规模生产具有可行性，而该项工作为改良传统生物功能材料提供了新思路。
近日，碳点基荧光蚕丝再获新突破。复旦大学熊焕明教授团队在筛选了许多路线和碳源之后，找到了一种绿色和可持续的方法来从桑叶中制备深红发光CDs（R-CDs），绝对量子产率为73%，半峰宽仅为20nm。用这种CDs喂食后，蚕表现出鲜红色的荧光，健康生长，茧正常，最后变成飞蛾。蚕茧在日光下是粉红色的，在紫外线下显示出鲜红色的荧光。在打破这种茧后，红射蛾可以交配并产下正常孵化的荧光蛋。第二代蚕的生长周期与对照组相同，这意味着此类CDs具有优异的生物相容性和荧光稳定性。相关研究成果以“Mulberry-Leaves-Derived Red-Emissive Carbon Dots for Feeding Silkworms to Produce Brightly Fluorescent Silk”为题，发表在Advanced Materials上。
事实上，生物制品材料在工业生产和生活中扮演者重要角色，随着人们对生活生产的要求越来越高，改良生物制品材料逐渐成为新的刚需。在生物荧光材料领域，使用碳点作为可饲喂染料大规模制备生物荧光材料比常规染料和基因改造更具有成本优势和可控性。另一方面，碳点基生物荧光材料也不仅仅局限于花朵和蚕丝，在未来使用碳点制备其他类型的生物荧光制品、进行生物荧光标记，尤其是适合透皮的红光、红外光发射将散发出更迷人的生命力。（文：文和）
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