稳定同位素13C标记C60的制备和光谱性质.PDF

2014 年 第 59 卷 第 10 期：905 ~ 912 《中国科学》杂志社 论 文 SCIENCE CHINA PRESS 13 稳定同位素 C 标记C60 的制备及光谱性质 ①③ ①* ① ① ① ①④ ① ①②* ③ 阮龙飞 , 常雪灵 , 孙宝云 , 郭翠彬 , 董金泉 , 杨胜韬 , 高兴发 , 赵宇亮 , 杨敏 ① 中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室, 中国科学院高能物理研究所, 北京 100049; ② 国家纳米科学中心, 北京 100190; ③ 湖北中医药大学药学院, 武汉 430065; ④ 西南民族大学化学与环境保护工程学院, 成都 610041 * 联系人, E-mail: changxl@; zhaoyuliang@; zhaoyl@ 2013-09-30 收稿, 2013-11-20 接受, 2014-02-14 网络版发表 国家自然科学基金和国家重点基础研究发展计划(2012CB932601, 2013CB932703)资助 摘要 富勒烯纳米材料因其独特的结构和生物活性在生物医学领域广受关注, 然而真正实 关键词 现它们的商业化应用, 仍需要进一步地研究, 解决关键的生物安全性问题. 本文利用电弧 电弧放电 放电法, 以稳定同位素13 13 稳定同位素13C C 直接替位掺入C60 碳笼上的骨架碳原子, 合成了 C-C60, 确定了 稳定同位素 13C 的掺入量, 研究了稳定同位素效应所引起的 C60 分子质谱及振动光谱的变 稳定同位素标记 13 13 富勒烯13C–C60 化特征, 证实这种 C 直接标记法不破坏富勒烯碳笼的本征结构. 研究发现 C 标记的C60 13C/12C 同位素比 13 分子的质谱分子离子峰呈正态分布, 较强的分子离子峰m/z 随 C 标记量的增加而增大; 其 分子振动光谱 分子振动的红外和拉曼光谱虽然都保留了 C 13 60 分子的特征光谱峰, 但又随 C 标记量的增 拉曼光谱 加而发生不同程度地迁移和劈裂, 这主要是由于稳定同位素13C 的掺入, 致使C60 分子结构 的对称性降低. 这种稳定同位素 13 13 C 标记富勒烯 C-C60, 将为安全、无损、定量的富勒烯 纳米材料体内的生物安全性研究奠定重要基础. 碳纳米材料在生物医